多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線資源分配技術(shù)的研究.pdf

1、在無(wú)線協(xié)作通信系統(tǒng)中，如何充分利用網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)實(shí)現(xiàn)低功耗、高性能的傳輸已成為協(xié)作通信技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)多用戶多中繼無(wú)線協(xié)作通信系統(tǒng)，利用博弈論和凸優(yōu)化理論對(duì)無(wú)線協(xié)作通信系統(tǒng)中功率控制和信道分配機(jī)制進(jìn)行研究。
　　 本文針對(duì)多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的自私性和資源分配的復(fù)雜度，提出一種多主多從博弈學(xué)習(xí)的功率控制算法，實(shí)現(xiàn)用戶和中繼發(fā)送功率的聯(lián)合優(yōu)化。首先，考慮節(jié)點(diǎn)傳輸自私性，引入虛擬價(jià)格機(jī)制，用戶向中繼提供一定回報(bào)激勵(lì)其參與

2、協(xié)作傳輸。其次，利用Stackelberg博弈將用戶和中繼的交互建模為一兩級(jí)模型，其中繼作為主導(dǎo)者，用戶作為跟隨者，為兩者建立不同的效用函數(shù)。再次，在每級(jí)博弈中，將各用戶間的功率控制和中繼節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)建模為非協(xié)作博弈，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)功率分配和中繼價(jià)格策略的優(yōu)化。最后為了降低節(jié)點(diǎn)間信息交互帶來(lái)的通信開銷和算法復(fù)雜度，提出基于效用學(xué)習(xí)的策略更新機(jī)制，通過(guò)博弈的重復(fù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)能量的有效利用。針對(duì)協(xié)作用戶鏈路質(zhì)量和服務(wù)需求的差異性，為多用戶協(xié)作通

3、信系統(tǒng)設(shè)計(jì)公平性和QoS約束的信道分配機(jī)制。首先，引入比例公平策略提高鏈路質(zhì)量較差用戶的資源競(jìng)爭(zhēng)力，使每個(gè)用戶能夠獲得公平的傳輸速率。其次，設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)用戶滿意度效用函數(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶服務(wù)滿意度到QoS指標(biāo)的量化映射。然后，將信道優(yōu)化分配建模為效用最大化問(wèn)題，采用拉格朗日松弛算法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解。最后，為了降低算法復(fù)雜度，采用分步法優(yōu)先分配實(shí)時(shí)用戶信道，在保證實(shí)時(shí)用戶傳輸速率需求的情況下最大化非實(shí)時(shí)用戶的效用，從而實(shí)現(xiàn)信道資源的有效利用。