认知无线电网络信道接入的不完全信息博弈分析.pdf

2
中文摘要
无线频谱资源的匮乏是一种相对匮乏，某些频段上承载了很大的业务量，而
另外一些频段资源利用率却很低。为了改变这种状况，人们提出了认知无线电的
概念，利用认知无线电技术实现灵活的频谱利用。认知无线电是一个智能无线通
信系统。它能够感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学****通过实时改
变某些操作参数(比如传输功率、载波频率和调制技术等)，使其内部状态适应接收
到的无线信号的统计性变化，从而实现任何时间任何地点的高度可靠通信和对频
谱资源的有效利用。
认知无线电的首要工作原则就是不影响授权用户的频谱使用。这就造成了认
知无线电用户可用频谱的动态变化性质。本文研究目标是具有变化的可使用频段
时，分布式的认知无线电站点对可用信道的接入算法。在尽量减少信道冲突的情
况下提高网络吞吐量，减小时延。
本文用不完全信息静态博弈理论建立分析模型，从均匀分布的成本值和确定
成本值两种情况分析信道接入问题。站点分析其他站点策略，并根据自身情况作
出是否在选定信道上进行接入的决定。在具体仿真中，假设信道的可用性按照概
率动态变化，使用信道历史状况表征特定信道信息，从而实现对其他博弈参与者
类型及策略的判断，最终决定站点本身的行动。仿真证明该博弈算法在吞吐量和
时延表现上均优于随机方式。
除了单小区内各站点的竞争性行为，本文还对邻近小区共享信道行为对系统
的影响进行了研究。在这一问题上仍然使用不完全信息静态博弈理论建模，目标
小区猜测共享小区的繁忙与否，在合适的时机选择借用其共享信道完成接入。仿
真证明当共享小区业务不繁忙时，这种借用共享信道的做法能够改善目标小区的
吞吐量和时延表现。

关键词： 认知无线电，随机接入，不完全信息静态博弈，共享信道
Abstract
It is reported that the lack of wireless frequency is a relative term where there's
much more load depending on a small amount of frequency bands while other parts of
them have fewer efficiency of utility. A concept of cognitive radio is proposed to solve
this problem and to use the electromagnetic radio spectrum with flexibility. The
cognitive radio is an intelligent wireless radio which is able to sense the outside world
and to learn the information of surroundings with its artificial intelligence. It can
communicate on a reliable basis at anytime and anyplace while using the frequency
efficiently by changing real time operation parameters such as transmit power, carrier
frequency and modulation code to accommodate the internal to the outside world.
The primary principle of a cognitive radio is to avoid the negative influence upon
the primary user's using the authorized frequency is the reason why the
cognitive radio users have a dynamic set of the usable channels. The goal of this paper
is to handle the access processes of the cognitive radio stations based on a scenario with
dynamic channel source and try to improve the ou