基于聯(lián)盟博弈協(xié)作感知的感知質(zhì)量優(yōu)化方法研究.pdf

1、隨著無線通信技術的飛速發(fā)展，人們對頻譜資源的速度和帶寬要求越來越高，頻譜資源短缺的問題也因此變得越發(fā)突出。而認知無線電技術是提高頻譜利用率和解決頻譜短缺、各種無線通信網(wǎng)絡共存的一個很有效的手段。理所當然的，如何保證和提高認知無線電技術的一個重要并且基礎的組成部分——頻譜感知質(zhì)量的問題也成了認知無線電中的迫切要求和研究熱點之一。
　　本文根據(jù)頻譜感知的基本理論和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，針對其質(zhì)量問題，歸納總結出了幾大關鍵挑戰(zhàn)性問題，并對改善

2、頻譜感知質(zhì)量的各種方法做出了總結和分析。并且，在此基礎上對協(xié)作頻譜感知做了研究，闡明了其一般功能模塊和工作模型。特別著重分析和研究了協(xié)作模型中傳統(tǒng)的平行融合和基于博弈論兩種方法，并據(jù)此建立了基于聯(lián)盟構造博弈協(xié)作感知模型。
　　根據(jù)建立的基于聯(lián)盟構造博弈協(xié)作感知模型，對該模型的算法進行了分析，提出了能夠進行時間分析的CF算法，并給出了相應的說明和具體的偽代碼描述。之后對該CF算法的復雜度進行了數(shù)學分析，得到CF算法比較復雜的結論，尤

3、其是在認知無線電網(wǎng)絡中次用戶節(jié)點數(shù)比較多的時候。針對此算法的復雜度問題，進一步提出了通過減少參與協(xié)作的次用戶數(shù)量的方法來最終優(yōu)化CF算法復雜度的策略，其中減少次用戶數(shù)量是通過比較次用戶信噪比并去除信噪比較小的次用戶來實現(xiàn)的。優(yōu)化后的算法稱為SSCF改進算法。并從數(shù)學上證明了，在一定條件下，基于SSCF算法的次用戶篩選原則而剔除低于信噪比閾值的次用戶聯(lián)盟的效用函數(shù)值，比沒有減少任何次用戶節(jié)點時的效用函數(shù)值下降不到5％。進而證明了SSCF算

4、法的協(xié)作感知質(zhì)量不會差于CF算法的95％。
　　分別通過實驗仿真和數(shù)據(jù)分析來驗證CF算法的復雜度問題和SSCF算法的感知質(zhì)量問題。CF算法復雜度方面，驗證了CF算法因計算量很大、耗費時間多以及降低整個認知無線電網(wǎng)絡吞吐量的結論，尤其是在認知無線電網(wǎng)絡中次用戶節(jié)點數(shù)比較多的時候。SSCF算法的感知質(zhì)量方面，證明了在一般情況下，采用SSCF算法的認知無線電網(wǎng)絡中所有次用戶節(jié)點的平均效用函數(shù)值，相較采用CF算法的來說還會有所提升；即使在