基于重复博弈的跨洋航空网频谱分配算法研究

【类型】学位论文

【作者】王辰 

【关键词】 频谱共享 纳什均衡 重复博弈 惩罚 防欺骗

【摘要】近年来，我国民用航空业飞速发展，航空通信业务量剧增，ATM系统通信容量已经趋于饱和。另外，随着国外航空宽带移动通信的开放，我国航空移动通信的解禁也指日可待，届时航空通信频谱资源将更加紧张，传统频谱分配利用率低的弊端将日益显现，因此研究适用于航空通信网络的频谱共享方法已经刻不容缓。未来的航空移动宽带通信网络是一个空天地一体化系统，飞机不仅可以与地基基站和中继卫星直接通信的基础上，也可通过由飞机自组织建立的航空自组网与地基基站通信，实现低成本的快速宽带数据传输。航空自组网中包含有多架飞机组成主干网和游离的飞机节点。主干网的链路结构稳定，拥有频谱使用权，而游离的飞机节点则需要通过与主干网链接才能完成通信需求，本文着重讨论了这种背景下的频谱接入问题。基于认知无线电的频谱分配是当前频谱共享理论的研究热点。本文针对航空自组网的特点，通过将博弈论和认知无线电有机结合，提出了一种基于重复博弈的频谱共享策略。在基于重复博弈模型下的频谱共享算法中，针对航空自组网的频谱分配问题，首先，本文用单次博弈对单个时隙中的频谱竞争问题进行建模，分析了单次博弈下的纳什均衡策略；其次，用重复博弈对用户在多个时隙下的频谱竞争行为建模，提出了基于最大吞吐量准则和比例公平准则的频谱分配策略；同时，本文给出了基于不同惩罚策略的防欺骗手段，通过这些防欺骗的措施使得参与用户约束自己的行为以合作方式共享频谱、实现频谱分配，保证合作竞争的诚实性。最后，从仿真结果可以看出防欺骗方式能很好的约束博弈双方保持合作，本文提出的频谱共享策略能够很好的降低用户间的干扰，提高系统的频谱利用率。

【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】曾孝平

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