基于博弈論的分布式認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)功率控制算法研究.pdf

1、在過去幾十年中,移動(dòng)通信行業(yè)對(duì)無(wú)線頻譜的使用需求一直在急劇地增加。為了克服傳統(tǒng)靜態(tài)頻譜分配方式對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能的約束,滿足未來(lái)無(wú)線通信對(duì)寬帶化的需求,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)靈活、抗毀性強(qiáng)和方便快捷等目標(biāo),分布式認(rèn)知無(wú)線電(CR,Cognitive Radio)網(wǎng)絡(luò)日益受到人們的重視。提高認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)頻譜利用效率的重要手段之一是認(rèn)知用戶和主用戶對(duì)頻譜的共享。為了不影響主用戶的正常通信,通常要求認(rèn)知用戶對(duì)主用戶造成的干擾低于干擾溫度閾值,因此認(rèn)知用戶

2、的發(fā)射功率必須得到有效地控制。
　　 分布式認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的功率控制是一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問題。在分布式認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中,由于不存在中心節(jié)點(diǎn)(即中央控制器),認(rèn)知用戶必須競(jìng)爭(zhēng)使用有限的頻譜資源,因此該問題主要用競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)化的方法解決,所依據(jù)的理論基礎(chǔ)是博弈論。目前大多數(shù)文獻(xiàn)把功率控制問題建模為非合作博弈,這在一定程度上提高了分布式認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的頻譜利用率,但他并不是全局最優(yōu)的,而且不能很好地控制對(duì)主用戶的干擾,同時(shí)算法的收斂速度和系統(tǒng)的

3、公平性也不能得到保證,因而本文使用博弈論中的競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)模型來(lái)解決上述認(rèn)知無(wú)線電中的功率控制問題。
　　 競(jìng)爭(zhēng)均衡(CE)是基于競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)模型的非合作博弈問題的均衡解。本論文首先從理論上證明了分布式認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)功率控制問題的CE是惟一存在的,并推導(dǎo)出了這個(gè)惟一均衡解存在的充分條件;其次研究了競(jìng)爭(zhēng)均衡解的收斂速度,提出一種分布式的快速收斂的功率分配算法(FCPAA)。由于算法使用改進(jìn)的輪詢規(guī)則來(lái)減少次用戶對(duì)自身策略的調(diào)整次數(shù),次用戶的