基于博弈论的宽带无线系统功率控制算法研究.PDFVIP

2005 年 10 月 北 京 邮 电 大 学 学 报 Oct.2005 第 28 卷 第 5期 JournalofBeijingUniversityofPostsandTelecommunications Vol.28 No.5 文章编号 :1007-5321(2005 )05-0121-04 基于博弈论的宽带无线系统功率控制算法研究 满成圆 , 刘 雁 , 周文安 , 宋俊德 (北京邮电大学 电子工程学院 ,北京 100876 ) 摘要 :将博弈论理论应用于宽带无线系统中的多天线的功率控制 ,构建了分布式通用功率控制的框架 .将功率控 制描述为 N用户的非合作博弈 ,用效用函数表示各天线的服务质量(QoS)等级 ,用代价函数表示达到该等级需要 付出的代价 ,将功率控制描述为最大化净效用(效用函数与代价函数之差 )的过程 .同时提出了一个符合该框架的 功率控制算法 ,并证明了该算法收敛于唯一的纳什均衡点 ,且具有适应不同的 QoS等级的可调因子. 关 键 词 :多输入多输出天线 ;分布式功率控制 ;博弈论 中图分类号 :TN915.07 文献标识码 :A ResearchonthePowerControlBasedonGame TheoryinBroadbandWirelessSystems MANCheng-yuan , LIUYan , ZHOU Wen-an , SONGJun-de (SchoolofElectronicEngineering ,Beijing UniversityofPostsand Telecommunications ,Beijing 100876 , China) Abstract :AnovelframeworkwasproposedwhichintroducedtheGameTheoryintothemulti-antenna powercontrolinbroadband wirelesssystems .Firstly ,thepowercontrolproblem wasdescribedasan N-personnon-cooperatingGame.Secondly ,antenna’squalityofservice(QoS)levelwasformulatedby autilityfunctionandthecostforreachingthelevelisformulatedbyapricefunction.Finally,thepro- cessofpowercontrolwasexpressedastheprocessofmaximumnetutility (utilityfunctionminusprice function)foreachantenna.Fortheapplicationoftheframework,anewalgorithmwasalsoproposed . Bytheresultsoftheoreticaldeductionsandsimulations,thealgorithmconvergestoafixedNashequi- libriumpointanditalsohasthetunableparametertomeet theneedsofdifferentQoSlevels. Keywords :multipleinput multipleoutput ;distributedpowercontrol ;GameTheory 由于博弈论着重于系统问题的分布式求解 ,所 本文考虑使用 MIMO 的宽带无线系统中的功 以从有线系统到无线系统 ,将博弈论引入系统的设 率控制 ,借鉴文献 [1～5 ]的研究 ,关注分布式算法 . 计和实现中并得到相应的算法成为一个研究的方