基于認(rèn)知無(wú)線電的頻譜共享算法研究.pdf

1、隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線業(yè)務(wù)的激增，頻譜稀缺正成為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)發(fā)展的一個(gè)瓶頸，認(rèn)知無(wú)線電是一項(xiàng)有廣泛前景的新興技術(shù)，在主用戶(hù)和次用戶(hù)共存的頻譜環(huán)境中，利用該技術(shù)能讓主次用戶(hù)通過(guò)頻譜貢享有效的提高頻譜效率。動(dòng)態(tài)頻譜租賃(Dynamic Spectrum Leasing)作為一種新的頻譜共享方法能夠極大的提高頻譜效率，同時(shí)又能促進(jìn)頻譜市場(chǎng)更靈活的業(yè)務(wù)類(lèi)型的發(fā)展。和以前大部分頻譜共享方法不同的是在動(dòng)態(tài)頻譜租賃模型架構(gòu)下，主用戶(hù)能夠主動(dòng)的控制次用戶(hù)

2、在授權(quán)頻段內(nèi)的活動(dòng)。在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中，主用戶(hù)和次用戶(hù)之間通過(guò)合作能夠顯著提高整個(gè)系統(tǒng)(包括主用戶(hù)系統(tǒng)和次用戶(hù)系統(tǒng))的性能，據(jù)此本論文將重點(diǎn)研究主用戶(hù)和次用戶(hù)之間通過(guò)合作的頻譜租賃模型，主用戶(hù)通過(guò)租讓其頻段或部分頻段給次用戶(hù)使用一段時(shí)間以換取次用戶(hù)的合作。
　　在傳統(tǒng)的頻譜租賃方法中，合作的次用戶(hù)將以較高的功率水平傳輸自己的數(shù)據(jù)而以較低的功率水平中繼主用戶(hù)的數(shù)據(jù)，另一方面很多算法都是針對(duì)一個(gè)主用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)次用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)的頻譜租賃關(guān)系或者針

3、對(duì)多個(gè)主用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)次用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)的頻譜租賃關(guān)系，得出的結(jié)果或者僅對(duì)主用戶(hù)有利，或者僅對(duì)次用戶(hù)有利，而并未從全局角度考慮性能。
　　針對(duì)上述不足，本文建立了一個(gè)多主用戶(hù)和多次用戶(hù)的頻譜租賃模型，在該算法中為了激勵(lì)主用戶(hù)租讓其頻譜，規(guī)定次用戶(hù)以相同的功率水平發(fā)送自己的數(shù)據(jù)和主用戶(hù)的數(shù)據(jù)，并且該功率可以根據(jù)頻譜競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果自適應(yīng)調(diào)整，隨后分別研究了優(yōu)化次用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)效用的算法、優(yōu)化主用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)效用的算法以及優(yōu)化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)(包括主用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)和次用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)

4、)效用的算法，最后給出仿真結(jié)果并分析仿真結(jié)果。
　　另一方面，現(xiàn)有大多數(shù)頻譜租賃算法都規(guī)定一個(gè)主用戶(hù)只能將其頻譜資源租借給一個(gè)次用戶(hù)使用，而且要么采用疊加式(overlay)要么采用襯墊式(underlay)頻譜共享模型。本文提出了一個(gè)結(jié)合疊加式和襯墊式頻譜共享的模型，允許主用戶(hù)將其頻譜租借給多個(gè)次用戶(hù)，并且采用演化博弈論來(lái)分析次用戶(hù)的決策演進(jìn)并提出一種迭代算法達(dá)到演化穩(wěn)定策略(ESS)，并在最后給出仿真結(jié)果并分析了仿真結(jié)果和理論