基于非合作博弈的功率控制算法研究

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1、硕士学位论文基于非合作博弈的功率控制算法研究ResearchonPowerControlAlgorithmbasedonNon-cooperativeGame作者：刘云玲导师：李世银教授中国矿业大学二○一六年十二月中图分类号TN929.5学校代码10290UDC621.39密级公开中国矿业大学硕士学位论文基于非合作博弈的功率控制算法研究ResearchonPowerControlAlgorithmbasedonNon-cooperativeGame作者刘云玲导师李世银申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业信息与通信工程研究方向认知无线电答辩委员会主席尹洪胜评阅人二○一六年十二月论文审阅认

2、定书研究生刘云玲在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文，经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢首先我想要由衷地感谢我的导师李世银教授，本论文的主要工作是在李老师的悉心指导下完成的。三年来，我得到了李老师学业、科研和生活等各方面的教导。李老师丰富的项目经验、严谨的治学态度、谦逊的品格给我树立了一个学习和奋斗的榜样。正是在这种熏陶之下，我不仅学习到了专业知识，更在做人做事方面有了很大的提升。与研究生入学之前相比，我对前路有了

3、更深入的了解，也有了更多的自信。值此论文完成之际，谨向李老师致以深深的谢意和崇高的敬意！感谢实验室的各位老师在学习和生活各个方面给予我殷切的关怀和不遗余力的帮助和指导，使我在科研能力，理论水平，研究方法等方面得到很大的提高；在获取知识的同时，各位老师们在学术上严谨求是的态度和生活上平易近人的作风也对我产生了深刻的影响。他们无微不至的关怀，我将终生难忘。在课题的研究和论文的完成过程中，得到了艾丹萍、韩海玲、陈燕等同学的热心帮助和大力支持，在此对她们表示最诚挚的谢意。也感谢实验室里所有的同学们，怀念和你们在一起学习、娱乐的日子。衷心的感谢我的朋友们一直给予我默默的关怀，给我最大的精神支持，成为

4、我完成学业的坚强后盾。特别感谢我的家人，感谢我的父母含辛茹苦将我养育成人，并给了我接受高等教育的机会。二十几年来，他们给了我最无私的关心和鼓励，没有他们，我不可能顺利走完求学的道路，我的一点一滴的进步，都凝聚着他们的心血和期望。最后，感谢在百忙之中抽出宝贵时间对本论文进行审阅的各位专家、学者，感谢你们在百忙之中给论文提出宝贵的意见！摘要随着无线通信技术的飞速发展，无线通信需求越来越多，而可用的无线频谱资源越来越少，与此同时，静态频谱分配方式存在频谱利用率较低的问题。认知无线电技术采用动态频谱分配方式，可实现频谱共享，有效地提高频谱利用率；其中，对认知用户发射功率进行控制是实现频谱共享的重要

5、前提。本文主要研究多用户下的功率控制问题，其在保证QoS的基础上，利用博弈论对认知用户功率控制问题进行优化。主要工作如下：首先，针对NPG算法没有考虑到用户间的相互影响及NPGP算法不能保证认知用户公平性的问题，本文研究了一种基于干扰门限的非合作博弈功率控制算法NPG-IT，并同时对三种算法进行仿真实现，仿真结果表明：相比于NPG算法和NPGP算法，NPG-IT算法不仅降低了用户的发射功率，提高了用户的效用值，而且降低了保证认知网络正常通信的最小信干噪比，提高了认知用户的公平性。其次，本文研究了一种基于网络负荷的非合作博弈功率控制算法NPG-NL，该算法可依据网络的负荷调整认知用户的代价函

6、数。其中，主要对NPG-NL算法的发射功率、用户效用、信干噪比以及效功比等性能指标进行分析，最后仿真验证了不同用户数下的NPG-NL算法性能并对其进行分析。仿真结果表明：NPG-NL算法不仅收敛速度快，满足功率控制算法的实时性要求，而且降低了认知用户的发射功率，节约了资源，并在一定程度上提高了用户的公平性。关键词：认知无线电；功率控制；非合作博弈；干扰门限；网络负荷IAbstractWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnology,thedemandforwirelesscommunicationisincreasingand

7、theavailablespectrumresourcesaregettinglessandless,meanwhile,theutilizationofthecurrentspectrumallocationisextremelyinefficiency.Cognitiveradiotechnologyadoptsdynamicspectrumallocationmethod,whichcanrealizefreque