重復(fù)博弈在認(rèn)知無線電頻譜共享算法中的應(yīng)用研究.pdf

1、認(rèn)知無線電是在軟件無線電的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的能夠自適應(yīng)外界環(huán)境變化的無線通信技術(shù),其核心思想是通過頻譜感知和系統(tǒng)的智能學(xué)習(xí)能力,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)頻譜分配和頻譜共享;博弈論是一種處理競(jìng)爭(zhēng)與合作問題的數(shù)學(xué)決策方法,合作博弈是指在保證各方利益不受損害的前提下,通過合作使總體利益有所增加。重復(fù)博弈是一種特殊的合作博弈,其通過直至無限次數(shù)的同構(gòu)博弈,以長(zhǎng)期利益和背叛懲罰誘使博弈參與者在各博弈階段采取合作策略,實(shí)現(xiàn)整體利益的最終最大化。論文將重復(fù)博弈模型應(yīng)用

2、到認(rèn)知無線電頻譜共享算法設(shè)計(jì)中,以期通過共享用戶間的合作性競(jìng)爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效和有效利用。
　　 論文以若干組用戶同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)無線免授權(quán)頻譜為研究背景,以提高頻譜資源的利用率和效率為研究目的,采用利于激勵(lì)參與者合作的帶有懲罰機(jī)制的重復(fù)博弈模型,對(duì)分布式系統(tǒng)中的頻譜共享算法進(jìn)行了研究,建立了重復(fù)博弈模型,給出了共享算法的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案與具體實(shí)現(xiàn)流程。
　　 論文對(duì)重復(fù)博弈模型的應(yīng)用研究主要包括:選取各參與者選定功率后獲得的傳輸

3、速率收益為重復(fù)博弈收益函數(shù):在此基礎(chǔ)上,證明了一次性博弈唯一納什均衡解的存在,為重復(fù)博弈的子博弈完美納什均衡存在提供理論依據(jù),同時(shí)為懲罰提供唯一可選方法;用納什威脅的民間定理進(jìn)一步證明了如果參與者均采用懲罰后原諒策略,只要貼現(xiàn)值足夠大,參與者最終都會(huì)趨于合作,在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了相應(yīng)的懲罰期公式,給出了貼現(xiàn)因子定義公式,并給出了驗(yàn)證算法有效性所需的系統(tǒng)整體收益公式。
　　 論文給出了頻譜共享算法的設(shè)計(jì)方案,主要包括:采用正交信道分

4、配方案?jìng)鬏敂?shù)據(jù)信息以簡(jiǎn)化博弈策略選擇;采用基于信號(hào)強(qiáng)度的背叛探測(cè)方法以提高探測(cè)準(zhǔn)確性;設(shè)計(jì)階段博弈為三個(gè)獨(dú)立的時(shí)間段以便于功能劃分和實(shí)現(xiàn);博弈各方僅需依據(jù)自身收益等不完全信息進(jìn)行博弈狀態(tài)判斷以減少博弈負(fù)載消耗。論文同時(shí)給出了算法的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)流程。
　　 論文最后以MATLAB為平臺(tái),通過數(shù)值計(jì)算,從重復(fù)博弈收益和收斂性以及收斂速度三方面證明了所提出的算法的有效性。
　　 仿真結(jié)果表明:懲罰后原諒的懲罰規(guī)則優(yōu)于只懲罰不原諒的