認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配及功率控制算法
發(fā)布時(shí)間：2020-12-03 01:23
隨著第五代移動(dòng)通信的發(fā)展,終端設(shè)備呈爆炸式增長(zhǎng),無(wú)線電頻譜資源越顯緊缺,認(rèn)知無(wú)線電被普遍認(rèn)為是提高頻譜資源利用率的最佳途徑。在認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中,頻譜分配和功率控制是實(shí)現(xiàn)對(duì)頻譜資源高效合理利用的關(guān)鍵技術(shù)。本文分別提出了一種頻譜分配算法和一種功率控制算法,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)本文提出了一種基于混合圖的雙向異質(zhì)頻譜拍賣算法,激勵(lì)主用戶(賣家)出售空閑的頻譜,次用戶(買家)在拍賣中投標(biāo)競(jìng)爭(zhēng),獲勝的買家可以接入賣家的頻譜。算法采用混合圖來(lái)衡量買家間的干擾,買家可以協(xié)商讓步其覆蓋范圍,最大化頻譜交易數(shù)量,顯著提高了頻譜利用率;同時(shí)算法還考慮了頻譜的異質(zhì)性,允許買家表達(dá)對(duì)不同頻段頻譜的偏好,為不同頻段的頻譜構(gòu)建不同的干擾圖。本文證明了該算法實(shí)現(xiàn)了真實(shí)性、個(gè)體合理性和收益均衡等經(jīng)濟(jì)性能,還通過(guò)仿真證明了算法在空間利用率、買家滿意度和拍賣收益等方面均優(yōu)于無(wú)向圖拍賣。(2)本文提出了一種基于DQN的多次用戶非合作功率控制算法,主用戶和次用戶以非合作的方式進(jìn)行工作,主用戶根據(jù)自己預(yù)置的功率控制策略調(diào)整發(fā)射功率,次用戶通過(guò)DQN(深度Q網(wǎng)絡(luò))學(xué)習(xí)算法學(xué)習(xí)如何調(diào)整其發(fā)送功率,從而最終使主用戶和次用戶都能夠以所...
【文章來(lái)源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖２－２拍賣模型??Ｆｉｇ２－２?Ａｕｃｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｌ??按照買家競(jìng)價(jià)信息是否公開，拍賣可分為公開拍賣和密封拍賣兩種形式［４７］
ｂａｓｅｄ?ｏｎ?Ｍｉｘｅｄ?Ｇｒａｐｈ?ｆｏｒ?ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ?ｓｐｅｃｔｒｕｍｓ，?ＭＧＤＡ）。與現(xiàn)有的基于拍賣的頻譜分??配模型不同，該算法采用混合圖模型為買家量化干擾情況，拍賣師可以協(xié)調(diào)買家的覆蓋??范圍，以確保沒(méi)有兩名獲勝者互相干擾，同時(shí)力求最大限度地?cái)U(kuò)大拍賣的總覆蓋范圍。??該算法還考慮頻譜的異質(zhì)性，允許買家表達(dá)對(duì)不同頻率頻譜的偏好，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了真實(shí)、??個(gè)體合理性和收益均衡等經(jīng)濟(jì)性能。??３．１拍賣系統(tǒng)建模??３．１．１系統(tǒng)模型??本章的研宄將圍繞著Ｉｎｔｅｒｗｅａｖｅ頻譜接入模式的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)展開，運(yùn)用拍賣算法??來(lái)進(jìn)行頻譜分配。在主用戶不使用頻譜傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，次用戶機(jī)會(huì)式地接入主用戶的??空閑頻譜，但是次用戶不能和主用戶同時(shí)進(jìn)行傳輸，而且主用戶擁有對(duì)頻譜的優(yōu)先使用??權(quán)，一旦主用戶需要使用頻譜，次用戶就要馬上撤出該頻譜。??
上表中的不同覆蓋范圍的買家報(bào)價(jià)由公式３－１計(jì)算得出，ＭＧＤＡ算法過(guò)程如下所示：??首先將排序最前的信道ａ取出，把對(duì)該信道感興趣的買家形成一個(gè)集合，并按照買家的??地理位置和請(qǐng)求的范圍建立頻譜混合干擾圖如圖３－２所示，根據(jù)混合干擾圖模型，拍賣??師對(duì)買家進(jìn)行分組得到一個(gè)買家小組Ｇ，，買家小組０；包括買家ＡＢＣＥＦＨ，其中買家??ＡＢＦ使用半徑為ｃ２小覆蓋范圍（圖中陰影部分）、買家ＣＥＨ使用半徑為Ｃｌ大覆蓋范圍??（圖中陰影部分）。表３－３表示在信道ａ下的買家小組Ｇ，的情況，在小組Ｇ，中買家Ａ??的報(bào)價(jià)最小，因此拋棄買家Ａ，小組０，的報(bào)價(jià)為４?＝５＊１０２．８９?＝?５１４．４５。??圖３－２信道ａ下買家的混合干擾圖和小組Ｇｉ??Ｆｉｇ３－２?Ｂｕｙｅｒ＇ｓ?ｍｉｘｅｄ?ｇｒａｐｈ?ａｎｄ?ｇｒｏｕｐ?Ｇ］?ｕｎｄｅｒ?ｃｈａｎｎｅｌ?ａ??表３－３信道ａ下的買家小組Ｇ
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]認(rèn)知無(wú)線電中的頻譜共享技術(shù)[J]. 張愛(ài)清,葉新榮,丁緒星. 通信技術(shù). 2009(02)
博士論文
[1]基于博弈論的認(rèn)知無(wú)線電功率控制研究[D]. 沈田.武漢大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于深度Q網(wǎng)絡(luò)算法與模型的研究[D]. 翟建偉.蘇州大學(xué) 2017
[2]基于拍賣理論的頻譜資源分配研究[D]. 李鑫.揚(yáng)州大學(xué) 2016
[3]認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中基于博弈論的功率控制和資源分配研究[D]. 楊和林.重慶郵電大學(xué) 2016
本文編號(hào)：2895757
【文章來(lái)源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖２－２拍賣模型??Ｆｉｇ２－２?Ａｕｃｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｌ??按照買家競(jìng)價(jià)信息是否公開，拍賣可分為公開拍賣和密封拍賣兩種形式［４７］
ｂａｓｅｄ?ｏｎ?Ｍｉｘｅｄ?Ｇｒａｐｈ?ｆｏｒ?ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ?ｓｐｅｃｔｒｕｍｓ，?ＭＧＤＡ）。與現(xiàn)有的基于拍賣的頻譜分??配模型不同，該算法采用混合圖模型為買家量化干擾情況，拍賣師可以協(xié)調(diào)買家的覆蓋??范圍，以確保沒(méi)有兩名獲勝者互相干擾，同時(shí)力求最大限度地?cái)U(kuò)大拍賣的總覆蓋范圍。??該算法還考慮頻譜的異質(zhì)性，允許買家表達(dá)對(duì)不同頻率頻譜的偏好，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了真實(shí)、??個(gè)體合理性和收益均衡等經(jīng)濟(jì)性能。??３．１拍賣系統(tǒng)建模??３．１．１系統(tǒng)模型??本章的研宄將圍繞著Ｉｎｔｅｒｗｅａｖｅ頻譜接入模式的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)展開，運(yùn)用拍賣算法??來(lái)進(jìn)行頻譜分配。在主用戶不使用頻譜傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，次用戶機(jī)會(huì)式地接入主用戶的??空閑頻譜，但是次用戶不能和主用戶同時(shí)進(jìn)行傳輸，而且主用戶擁有對(duì)頻譜的優(yōu)先使用??權(quán)，一旦主用戶需要使用頻譜，次用戶就要馬上撤出該頻譜。??
上表中的不同覆蓋范圍的買家報(bào)價(jià)由公式３－１計(jì)算得出，ＭＧＤＡ算法過(guò)程如下所示：??首先將排序最前的信道ａ取出，把對(duì)該信道感興趣的買家形成一個(gè)集合，并按照買家的??地理位置和請(qǐng)求的范圍建立頻譜混合干擾圖如圖３－２所示，根據(jù)混合干擾圖模型，拍賣??師對(duì)買家進(jìn)行分組得到一個(gè)買家小組Ｇ，，買家小組０；包括買家ＡＢＣＥＦＨ，其中買家??ＡＢＦ使用半徑為ｃ２小覆蓋范圍（圖中陰影部分）、買家ＣＥＨ使用半徑為Ｃｌ大覆蓋范圍??（圖中陰影部分）。表３－３表示在信道ａ下的買家小組Ｇ，的情況，在小組Ｇ，中買家Ａ??的報(bào)價(jià)最小，因此拋棄買家Ａ，小組０，的報(bào)價(jià)為４?＝５＊１０２．８９?＝?５１４．４５。??圖３－２信道ａ下買家的混合干擾圖和小組Ｇｉ??Ｆｉｇ３－２?Ｂｕｙｅｒ＇ｓ?ｍｉｘｅｄ?ｇｒａｐｈ?ａｎｄ?ｇｒｏｕｐ?Ｇ］?ｕｎｄｅｒ?ｃｈａｎｎｅｌ?ａ??表３－３信道ａ下的買家小組Ｇ
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]認(rèn)知無(wú)線電中的頻譜共享技術(shù)[J]. 張愛(ài)清,葉新榮,丁緒星. 通信技術(shù). 2009(02)
博士論文
[1]基于博弈論的認(rèn)知無(wú)線電功率控制研究[D]. 沈田.武漢大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于深度Q網(wǎng)絡(luò)算法與模型的研究[D]. 翟建偉.蘇州大學(xué) 2017
[2]基于拍賣理論的頻譜資源分配研究[D]. 李鑫.揚(yáng)州大學(xué) 2016
[3]認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中基于博弈論的功率控制和資源分配研究[D]. 楊和林.重慶郵電大學(xué) 2016
本文編號(hào)：2895757
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