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改进型演化少数着博弈对无线频谱资源配置的作用研究

改进型演化少数着博弈对无线频谱资源配置的作用研究

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作者：孙守在河南大学

学位级别：硕士

无线频谱是无线通信领域中不可或缺的宝贵资源。随着无线通信技术的发展,人们可以获得的通信带宽不断增加,无线移动通信的数据传输速率从几k比特每秒增加到百兆比特每秒,在不久的将来还可能提高到上千百兆比特每秒。即便如此,随着无线... 详细信息

无线频谱是无线通信领域中不可或缺的宝贵资源。随着无线通信技术的发展,人们可以获得的通信带宽不断增加,无线移动通信的数据传输速率从几k比特每秒增加到百兆比特每秒,在不久的将来还可能提高到上千百兆比特每秒。即便如此,随着无线应用范围的不断扩展,无线通信业务需求的快速增长,现有的带宽仍无法满足人们日益增长的无线接入需求。为缓解这一矛盾,一方面,人们不断开发新的无线接入技术,采用新的频段来满足各种业务需求;另一方面,不断改进各种编码调制方式,提高无线频谱的使用效率。由于移动终端天线尺寸和功率的限制,可以用于无线接入的频段很有限,频谱资源的稀缺已成为无线应用研究领域无法回避的重要问题。目前,通过研究发现,许多已分配的频谱资源的实际利用率并不高,大部分频段很少或者基本没有被使用。博弈论是当前研究有限资源配置的一种有效方法,本文以博弈论中少数者博弈为模型,引入学习机制和间谍机制,通过这两种机制配置无线频谱资源中的广电白频谱,并针对不同的条件下对广电白频谱配置问题进行了模拟仿真与分析。本文的内容主要有以下几点:第一,分析了国内外无线频谱的研究现状和意义,介绍了目前在无线频谱资源配置领域所取得的一些研究成果。简单介绍了少数者博弈模型,并举例说明博弈论在解决无线频谱资源配置问题中的应用。第二,介绍了无线频谱资源的概念,并着重介绍了广播电视白频谱,针对这类无线频谱的分配与利用问题进行了介绍与分析,详细介绍了常规的分配方式、分配过程。第三,详细介绍了现代博弈论的起源与发展,着重介绍了其改进型少数者博弈模型。博弈论是解决无线频谱资源配置问题的有效方法,将博弈论应用在无线频谱资源配置的研究是本文的核心内容。通过举例说明博弈论在无线频谱资源配置中的作用。第四,以博弈论中少数者博弈模型为基础,引入间谍机制与学习机制用于无线频谱资源的配置,间谍机制增加了用户之间的竞争性,学习机制用来增加效率性。为了找到最佳学习策略,本文通过研究不同比例的间谍,不同比例的学习用户,引入不同的学习策略,最终得到最有效的无线频谱利用率,得到最佳学习策略。为验证算法的可行性,使用MATLAB作为仿真工具,对使用该算法的一千零一个用户进行仿真分析。仿真结果表明:该算法在提高无线频谱资源利用率的同时,保证了无线频谱资源使用的公平竞争性。基于博弈论的无线频谱资源配置技术为频谱分配问题的研究开辟了一条新的道路,本文的创新之处在于对学习机制进行分类研究,为无线频谱资源配置的进一步研究起到了积极的作用。

关键词：学习机制间谍机制少数者博弈模型白频谱

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