认知无线电网络中基于博弈论的动态频谱分配技术

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1、分类号!丛窆2壁：墅重庆邮电大学硕士学位论文论文题目认知无线电网络中基于博弈论的动态频谱分配技术英文题目DynamicSpectrumAllocationTechnologyinCognitiveRadioNetworksBasedonGameTheory硕士研究生刘雪亮指导教师学科专业徐昌彪教授通信与信息系统论文提交日期论文评阅人2012．03论文答辩日期垫蝗!Q5答辩委员会主席2012年5月26日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含

2、其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重麽壑皇太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者繇刁驾祀签字日期．测)钙月7占曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重麽邮电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重麽邮电太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授

3、权书)●学位论文作者签名：封鸟范导师签名形签字日期：加12年岁月ze日签字日期：年月重庆邮电大学硕士论文摘要认知无线电技术通过对频谱资源的“二次利用”，可以缓解目前频谱资源紧缺的问题，提高频谱利用率。在对频谱的“二次利用”中，如何有效地为次用户分配频谱显得尤为重要。博弈论是一种依靠严谨的数学模型来解决博弈参与人的策略选择问题。通过博弈，找出能实现个体最优(非合作博弈)或整体最优(合作博弈)的最佳策略组合。因此，本文采用博弈论的方法，根据次用户的不同目标效用函数，来研究次用户的频谱分配问题。文中首先阐述了认知无线电的定义及其关键技术，并分析了

4、认知无线电频谱分配的研究现状，然后介绍了动态频谱分配理论和博弈论相关知识。根据次用户在博弈中是否合作的情形，文中分别用非合作博弈和合作博弈研究了次用户的频谱分配。认知无线电网络中，主用户将空闲频谱以频谱拍卖的方式提供给次用户接入，次用户在使用主用户的空闲频谱时需支付一定的成本。首先，针对次用户之间相互竞争使用频谱并最大化自身收益的情况，文中第三章用非合作博弈中的古诺博弈模型对次用户的频谱分配进行了分析，提出了一种改进的基于古诺博弈的动态频谱分配模型，首先对现有的频谱定价函数进行改进，并在次用户的效用函数中，引入了次用户的竞争因子，用于分析次

5、用户的竞争对次用户博弈的纳什均衡点以及次用户动态博弈的影响。通过对改进博弈模型的仿真分析可知，次用户的频谱请求策略可以更快地收敛到纳什均衡，频谱利用率也有一定的提高。为了最大化次用户系统的总收益，第四章考虑了次用户合作使用频谱的情况，使用合作博弈中的纳什讨价还价方法来研究次用户的频谱分配。此外，为保证次用户的QoS要求，文中考虑了次用户的最低速率需求，在满足每个次用户的最低速率需求前提下，次用户之间通过纳什议价的方法选择最佳的频谱请求策略，使得网络中所有次用户的总收益达到最优。最后，通过仿真分析，在纳什议价博弈下，次用户的QoS要求得到保证

6、，次用户系统的总收益高于非合作博弈时的情形，并且系统的公平性也高于非合作博弈的情形。关键词：认知无线电，频谱分配，博弈论，古诺博弈，纳什讨价还价重庆邮电大学硕士论文AbstractUsingthespectruminthewayof”secondaryutilization”，cognitiveradiocanalleviatetheproblemofshortageofspectrumresources，improvethespectralefficiency．Inthewayof”secondaryutilization”，howtoe

7、ffectivelyallocatespectrumtosecondaryusers(SUs)isparticularlyimportant．Gametheory,whichbasedontheprecisemathematicalmodels，isausefultooltosolvetheplayers’strategyselectionproblem．Thepurposeofgameanalysisistofindouttheindividualoptimalcombination(non-cooperativegame)orthegl

8、obaloptimalcombination(cooperativegame)．Withgametheory,accordingtodifferentutilityfunctio