认知无线电中基于多次博弈的功率控制算法 - 信息通信学术期刊网.pdf

电信 科 学 2011 年第 8 期 研 究与开发 认知无线电中基于多次博弈的功率控制算法 * 滕 志军 ，韩 雪 ，杨 旭 （东北 电力大学信 息工程 学院 吉林 132012 ） 摘 要 基 于博 弈论 对认 知无 线 电网络 中的功率 控 制 问题 进行 了建模 分 析 ， 提 出 了一 种基 于 多次博 弈 的功率 控 制算 法 ，证 明 了该 算 法 中纳什 均衡 的存 在性 和惟 一性 。 仿 真结果 表 明 ，基 于该 博 弈模 型 的功率 控 制 算 法 收敛 性 比传 统算 法 好 ，经 过 7 次左 右 迭代 即可 收敛 ，满 足 系统 实 时性 要 求 ，同时又 能 够 以较 低 的 功率水平满足不 同用户对信干 比的要求 ，实现 了对不 同用户发射功率 的有效控制 ，系统性 能 明显提高 。 关键 词 认 知 无 线 电 ；博 弈 论 ；功 率 控 制 ；信 干 比 ；纳 什 均 衡 行 频 谱 资 源 管 理 策 略 的研 究 日益 受 到研 究 人 员 的关 注［3～6］ 。 1 引言 但 是 目前 的研 究 工 作 多是 假 设 基 于 静 态 博 弈 模 型 ，所 有 决 随 着 移 动 通 信 用 户 数 量 及 其 对 通 信 业 务 需 求 的快 速 策 者 的行 为 同时发 生 ，即单 次 博 弈 。 参 考 文 献 ［7～8］虽 然 对 增 长 ，可 用 频 谱 资 源 越 来 越 稀 缺 。 近 年 来 ，认 知 无 线 电作 为 动 态 博 弈 在 认 知 无 线 电系 统 中应 用 的可 行 性 进 行 了理 论 一 种 能 够 对 频 谱 资 源 加 以有 效 利 用 的频 谱 共 享 技 术 而 受 分 析 ，但 没 有 提 出具 体 的算 法 。 本 文 将 采 用 动 态 博 弈 模 型 到业 界 的广 泛 关 注［1］ 。在 认 知 无 线 电系统 中 ，存 在 着 很 多认 对 认 知 无 线 电系统 中 的功 率 控 制 问题 进 行 建 模 ，进 而 通 过 知 用 户 的共 存 与 竞 争 ，每 个 用 户 都 需 根 据 感 知 到 的环 境 选 多 次 博 弈 找 到 最 佳 平 衡 点 。 择 相 应 的参 数 。 而 每 个 用 户 的决 策 过 程 是 相 互 影 响 的 ，决 2 系统 干扰模 型 策 行 为 间 的相 互 影 响会 使 系统 性 能 发 生 动 态 变 化 ，给 系 统 设 计 和性 能评 估 带 来 极 大 的 困难 。 因此 设 计 科 学 有 效 的决 本 文 选 择 的是 择 机 频 谱 接 入 的 CDMA 认 知 无 线 电 系 策 算 法 使 系 统 能 够 快 速 达 到 稳 定 状 态 以及 准 确 评 估 稳 定 统 ，即认 知 用 户 和授 权 用 户 分 时 占用 相 同频 段 进 行 通 信 而 状 态 下 的系统 性 能 是 研 究 的关 键 问题 。 相 互 之 间不 干 扰 。 假 设 一 个 单 小 区 CDMA 系 统 存 在 N 个 博 弈 论 是 信 息 论 中研 究 决 策 者 在 相 互 影 响 、相 互 依 存 认 知 用 户 随机 分 布 在 小 区 中 ， 小 区 中心 放 置 一 个 基 站 ，用 的情 况 下 进