认知无线电功率控制算法研究

论文摘要

作为无线通信领域的最新进展,认知无线电技术是无线通信发展的一个里程碑,本文首先介绍了认知无线电技术的概念以及发展概况,阐述了本文研究的目的和意义。然后介绍了认知无线电的系统结构,基于其技术特点构建了一个基本的仿真模型,并对认知无线电的一些关键技术如频谱感知、频谱分配、发射功率控制等进行了介绍。针对目前作为认知无线电关键技术之一的功率控制算法研究还比较少的现状,本文主要研究了基于博弈论的认知无线电分布式功率控制算法。对原有的非合作功率控制博弈模型的算法进行了化简,给出了一种易于实现的算法以及具体的算法流程。介绍和分析了博弈论的基本原理和功率控制博弈模型,分析了收益函数和代价函数的设计问题,并在基于代价函数的非合作功率控制博弈的基础上重新设计了链路增益代价函数,给出了一种新的基于代价函数机制的功率控制博弈模型,通过仿真分析可以看出,新的博弈模型在收益函数和发射功率方面比原有的博弈模型都有了明显的改善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 认知无线电技术的发展概况
• 1.2 认知无线电功率控制技术发展现状
• 1.3 本文主要工作和安排
• 第二章 认知无线电关键技术分析
• 2.1 认知无线电的系统结构
• 2.2 认知无线电关键技术
• 2.2.1 空闲频谱检测
• 2.2.2 频谱分配
• 2.2.3 发射功率控制
• 2.3 认知无线电仿真平台分析
• 2.3.1 仿真平台的构建
• 2.3.2 随机频谱生成
• 2.3.3 信道模型
• 2.3.4 频谱检测与统计分配
• 2.4 小结
• 第三章 认知无线电的博弈论分析
• 3.1 博弈论简介
• 3.1.1 博弈论的概念、产生及发展
• 3.1.2 博弈论模型及分类
• 3.1.3 纳什均衡与帕雷托最优
• 3.1.4 几种特殊的博弈模型
• 3.2 认知无线电的博弈论分析
• 3.2.1 利用博弈论分析认知无线电
• 3.2.2 基于博弈论的功率控制算法模型
• 3.3 收益函数
• 3.3.1 收益函数的概念
• 3.3.2 无线数据通信中的收益函数
• 3.4 非合作功率控制算法博弈分析
• 3.4.1 算法模型分析
• 3.4.2 纳什均衡存在性证明
• 3.4.3 增加代价函数机制的博弈模型
• 3.5 算法仿真分析
• 3.5.1 最小发射功率的计算
• 3.5.2 改进的功率控制算法
• 3.5.3 NPG 模型与NPGP 模型性能比较
• 3.6 小结
• 第四章 基于博弈论的功率控制算法设计
• 4.1 代价函数的设计
• 4.1.1 代价函数背景
• 4.1.2 代价函数模型
• 4.2 基于公平性的功率控制博弈算法设计
• 4.2.1 考虑认知用户公平性的博弈模型设计
• 4.2.2 算法仿真与性能分析
• 4.3 小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果