【摘 要】
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随着现代化通信技术的不断进步以及人们日益增长的多元化通信需求,如语音通信,视频通信等,十分有限的频谱资源显得日益稀缺,并严重制约了无线通信技术的发展。与此同时,传统的频谱资源分配方法已经无法满足人们的通信需求。另一方面,随着第五代移动通信的快速发展,分布式天线系统(Distributed Antenna System,DAS)作为一种关键技术已经得到了广泛应用。因此,在分布式天线系统下设计高效完善
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随着现代化通信技术的不断进步以及人们日益增长的多元化通信需求,如语音通信,视频通信等,十分有限的频谱资源显得日益稀缺,并严重制约了无线通信技术的发展。与此同时,传统的频谱资源分配方法已经无法满足人们的通信需求。另一方面,随着第五代移动通信的快速发展,分布式天线系统(Distributed Antenna System,DAS)作为一种关键技术已经得到了广泛应用。因此,在分布式天线系统下设计高效完善的频谱共享模型具有十分重要的意义。为了解决这个问题,本文将研究一种基于Stackelberg博弈理论的双目标鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)的DAS频谱共享调度算法。本文的主要工作内容包括如下几个方面:第一、研究一种双目标WOA优化算法。传统WOA算法具有大范围的强搜索能力,强并行计算能力,易于实现应用的特点,针对传统WOA算法对单一猎物的捕获行为进行模拟且易于陷入局部最优问题,为了适应多目标环境,基于传统优化算法考虑对狩猎范围内出现两个目标时,合理地依据猎物的重要性、距离对于更改狩猎目标的影响,以及各更改狩猎行为的因素之间的权衡,完成对双目标的同时捕获。改进算法的仿真结果表明,在同时存在两个目标的环境下,算法能够在一定的迭代次数下,较好地收敛,并克服了易于陷入局部最优的缺点,为鲸鱼优化算法多场景的实际应用奠定了一定的理论基础。第二、研究一种基于Stackelberg博弈理论的双目标WOA优化的DAS频谱共享调度算法。由于博弈参与者之间相互保密,基于Bertrand博弈模型的频谱共享无法反映实际的频谱分配需求,基于Stackelberg博弈模型的频谱共享可反映实际频谱需求,本文将引入Stackelberg博弈模型,设计一种双目标WOA优化的DAS频谱共享调度算法,在算法中考虑认知用户公平性,并通过双目标WOA优化算法获得最优频谱分配结果。最后通过MATLAB对改进后的频谱共享调度方法进行了仿真实验,分别从最优定价、授权用户收益、认知用户收益、系统效用等多个指标进行性能对比,仿真结果表明本文提出的基于Stackelberg博弈模型的双目标WOA优化的DAS频谱共享调度算法具有较好的频谱共享分配结果,能实现公平有效的频谱分配,为未来新型网络共享模式提供了重要的参考方案。
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