基于博弈论的航空自组网频谱共享算法研究

【类型】学位论文

【作者】熊先圣 

【关键词】 频谱共享 伯川德模型 古诺模型 纳什均衡 混合博弈

【摘要】随着无线通信技术、网络技术及相关通信业务的迅猛发展，原本有限的无线电频谱资源日益匮乏，另外现在主流的独占式的频谱分配方式，极大地降低了频谱的利用率，加剧了频谱资源的紧张状况。认知无线电频谱共享技术能实现频谱资源的再利用，有效地提高频谱利用率。未来的航空通信网络是一个天基网、地基网和空基网全球一体化的异构网系统，自组网是空基网主流的组网方式。然而，急剧增长的航空通信业务需求使现有的航空自组网面临通信容量饱和，信道资源不足的问题，严重阻碍了航空通信网的发展，如何优化航空自组网频谱资源的利用已是刻不容缓。本文在深入研究博弈论的基础上，将博弈理论应用到航空自组网中来优化其频谱资源的利用。针对航空自组网中多个主用户和一个次用户共享频谱的情况，提出了基于古诺博弈模型的频谱共享算法；针对航空自组网中多个主用户和一个次用户共享频谱，且每个主用户拥有两种不同波段频谱的情况，提出了一种基于古诺和伯川德模型的混合博弈频谱共享算法。仿真结果表明本文提出的两种算法都能较好的解决航空自组网的频谱共享问题。基于古诺博弈模型的频谱共享算法的仿真结果表明：在只考虑主用户的支付的情况下，不论信道质量与频谱的可替代性参数如何，采用古诺博弈的频谱共享模型具有绝对的优势。在考虑社会效益的情况下，在低信噪比时，采用伯川德博弈的频谱共享模型略占优；而在高信噪比时，随着频谱可替代性参数的增大，古诺博弈的频谱共享模型优势愈加明显。基于古诺和伯川德模型的混合博弈频谱共享算法的仿真结果表明：采用混合博弈的频谱共享算法综合了古诺和伯川德博弈模型的优点，随着两波段频谱可替代性参数的增大，主用户的支付也增大且均大于单独采用两种博弈模型的频谱共享算法所获得的支付。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】重庆大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】曾考平

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