認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)頻譜管理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、為了進(jìn)一步提高無(wú)線頻譜資源的利用率，在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中次用戶被允許機(jī)會(huì)式地接入主用戶的頻譜空穴。在使用頻譜空穴之前，次用戶通過(guò)與主用戶進(jìn)行頻譜交易的方式獲取頻譜空穴的使用權(quán)。在實(shí)際的頻譜交易過(guò)程中由于缺乏彼此之間的私有信息及其先驗(yàn)信息(即為非完全信息)，決策者(主次用戶)需要具備在非完全信息的條件下作出理性決策的能力。從這個(gè)角度出發(fā)，本文圍繞在市場(chǎng)模型中決策者在非完全信息條件下如何理性決策的問(wèn)題展開(kāi)研究，具體內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：<

2、br>　　1.當(dāng)主用戶采用第二價(jià)格密封拍賣(mài)模型向次用戶拍賣(mài)其頻譜空閑時(shí)隙時(shí)，報(bào)價(jià)最高的次用戶將在拍賣(mài)中獲勝并需要支付第二高報(bào)價(jià)給主用戶以獲取該頻譜空閑時(shí)隙的使用權(quán)。在某些情況下，最高報(bào)價(jià)和第二高報(bào)價(jià)之間的差距比較大，這將不利于主用戶在拍賣(mài)頻譜空閑時(shí)隙后所獲得的收益。為了提高主用戶的收益，主用戶設(shè)定保留價(jià)格是一種比較可行的方法。針對(duì)主用戶在非完全信息條件下設(shè)定保留價(jià)格的問(wèn)題，本文提出了僅利用拍賣(mài)獲勝報(bào)價(jià)的歷史交易信息設(shè)定最優(yōu)保留價(jià)格的決策

3、模型。通過(guò)蒙特卡洛仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，該決策模型不僅能使主用戶的收益增加，而且?guī)缀跷磳?duì)頻譜空穴的利用率構(gòu)成不利影響。
　　2.當(dāng)多個(gè)主用戶同時(shí)拍賣(mài)頻譜空閑時(shí)隙時(shí)，次用戶作為理性的決策者必須考慮如何選擇一個(gè)拍賣(mài)者進(jìn)行報(bào)價(jià)使其競(jìng)拍成功可能性最大的問(wèn)題。針對(duì)次用戶在非完全信息條件下如何選擇拍賣(mài)者的問(wèn)題，本文提出了基于多拍賣(mài)老虎機(jī)博弈模型的拍賣(mài)者同序選擇策略以及基于最優(yōu)停止理論的拍賣(mài)者貫序選擇策略。在多拍賣(mài)老虎機(jī)博弈模型中，利用Exp3在線

4、學(xué)習(xí)算法幫助每個(gè)次用戶找到該次用戶的最優(yōu)拍賣(mài)者。鑒于Exp3算法在拍賣(mài)者選擇過(guò)程中具有比較大的最大平均后悔度，本文提出了可以利用各個(gè)主用戶的拍賣(mài)獲勝報(bào)價(jià)歷史信息的新型在線學(xué)習(xí)算法并從理論上證明了其最大平均后悔度小于前者。對(duì)于拍賣(mài)者的貫序選擇問(wèn)題，本文將其轉(zhuǎn)化為經(jīng)典的秘書(shū)選擇問(wèn)題并將具有決策能力的次用戶定義為智能次用戶。智能次用戶貫序估計(jì)在每個(gè)拍賣(mài)中的獲勝概率并根據(jù)最優(yōu)停止規(guī)則決定是停留在當(dāng)前拍賣(mài)中進(jìn)行報(bào)價(jià)還是繼續(xù)估計(jì)在下一個(gè)拍賣(mài)中的獲勝

5、概率。通過(guò)蒙特卡洛仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在多拍賣(mài)老虎機(jī)博弈模型中，每個(gè)次用戶通過(guò)上述兩種在線學(xué)習(xí)算法都能在非完全信息條件下找到各自的最優(yōu)拍賣(mài)者，同時(shí)驗(yàn)證了兩種算法的最大平均后悔度為有限且第二種算法的最大平均后悔度明顯少于前者；在貫序選擇模型中，以最優(yōu)停止規(guī)則為基礎(chǔ)的拍賣(mài)者貫序選擇策略是有效的并且能夠滿足智能次用戶的不同要求。
　　3.在實(shí)際的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中，必定會(huì)存在單個(gè)主用戶和單個(gè)次用戶兩者之間進(jìn)行頻譜交易的情形。討價(jià)還價(jià)理論是研

6、究這一情形的有力工具，也是屬于博弈論的范疇。在討價(jià)還價(jià)的過(guò)程中，在彼此未知對(duì)方私有信息及其先驗(yàn)信息的情況下主次用戶如何理性地給對(duì)方報(bào)價(jià)是必須研究的問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，本文以機(jī)會(huì)合作網(wǎng)絡(luò)為系統(tǒng)背景提出了不需要任何決策者的私有信息及其先驗(yàn)信息的討價(jià)還價(jià)決策模型。通過(guò)蒙特卡洛仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，該決策模型能夠使主次用戶就討價(jià)還價(jià)過(guò)程中的價(jià)格達(dá)成一致，并能使主次用戶雙方在討價(jià)還價(jià)的過(guò)程中獲得雙贏，這說(shuō)明了本文所提出的討價(jià)還價(jià)決策模型是有效且實(shí)用的。