基于动态博弈论频谱分配算法研究

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1、硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目基于动态博弈论频谱分配算法研究作者姓名刘元木学科专业检测技术与自动化装置指导教师刘彬教授2016年5月中图分类号：TN80学校代码：10216UDC：621.39密级：公开工学硕士学位论文基于动态博弈论频谱分配算法研究硕士研究生：刘元木导师：刘彬教授申请学位：工学硕士学科专业：检测技术与自动化装置所在单位：电气工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinDetectionTechnologyandAutomationEquipmentRESEARCHOFSPECT

2、RUMALLOCATIONALGORITHMONDYNAMICGAMETHEORYbyLiuYuanmuSupervisor:ProfessorLiuBinYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于动态博弈论频谱分配算法研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月

3、日摘要静态固定的频谱分配手段加之快速发展的无线技术对频谱的极大需求导致了频谱资源的匮乏，认知无线电技术通过“机会式接入频段”能够从根本上提高频谱的利用率，博弈论作为一种有效的数学方法被广泛应用于认知无线电技术中。本文通过构建博弈论模型来解决认知无线电网络中的频谱分配问题，主要工作包括以下三方面：针对一个主用户与多个次用户共存的认知无线电网络中的频谱分配问题，首先分析认知无线电网络的分布特征构建相应的认知模型，根据认知模型建立以次用户为参与者，频谱购买量为博弈策略的古诺模型后，主用户优先制定频谱价格，以不同频段间的水平差异为考虑因素对经典古诺模型中次用户的效用

4、函数加以改进，基于改进模型完成次用户对频谱购买量的博弈，得到稳定的均衡购买量，最后通过仿真实验分析改进算法的性能。针对多个主用户与次用户共存的认知无线电网络中主用户的频谱定价问题，首先构建认知无线电系统模型，将模型中所有次用户看作整体，基于认知模型的特性构建博弈论伯川德模型，主用户为博弈参与者、频谱价格为博弈策略，主用户效用函数采用对数函数描述。主用户之间通过博弈求得稳定的纳什均衡解，得出认知无线电网络中多个主用户同时存在的均衡频谱定价机制。针对多个主用户与次用户共存的认知无线电网络中次用户之间的频谱再分配问题，首先基于团组博弈思想将次用户分组后构建相应的认

5、知模型，其次根据认知模型建立博弈论伯川德模型，主用户依据不同次用户组的频谱需求对频谱价格展开博弈得出稳定的均衡定价机制，最后次用户组依据频谱价格基于演进博弈思想对组内所购频谱再分配，直至次用户组内每个次用户的收益均相等时停止博弈，得出次用户组内频谱的有效分配策略。关键词：认知无线电；频谱分配；博弈论；古诺模型；伯川德模型；动态博弈-I-燕山大学工学硕士学位论文AbstractStaticandfixedspectrumallocationmethodcombinedwiththegreatdemandforspectrumresultedfromtherap

6、iddevelopmentofwirelesstechnologyledtothelackofspectrumresources.Cognitiveradio,anopportunisticspectrumaccesstechnology,canfundamentallyimprovetheutilizationofspectrum.Gametheory,asakindofeffectivemathematicsmethod,wasoftenappliedtosuchresearchesaboutdynamicspectrumallocation.Spect

7、rumallocationamongprimaryusersandsecondaryusersincognitiveradionetworkswasdiscussedbasedongametheoryinthispaper,specificresearchcontentsareasfollows:Inordertocompletespectrumallocationbetweenoneprimaryuserandmanysecondaryusersinacognitiveradionetwork,systemmodelwasbuiltbasedontheco

8、gnitiveradionetwork’sfeatu