【摘 要】
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随着移动网络的飞速发展,5G无线系统面临的挑战之一是如何应对前所未有的频谱危机。一种潜在的解决方案是以频谱共享的形式出现的。本文基于博弈论和混合双工理论,对频谱共享
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随着移动网络的飞速发展,5G无线系统面临的挑战之一是如何应对前所未有的频谱危机。一种潜在的解决方案是以频谱共享的形式出现的。本文基于博弈论和混合双工理论,对频谱共享技术进行了研究,提出了一种基于两阶段博弈论的混合接入频谱共享算法,和一种基于混合半双工/全双工的随机MAC频谱共享算法。主要研究内容和成果如下:(1)针对两种频谱市场,从经济角度出发,提出了基于两阶段博弈的混合接入频谱共享算法。在双寡头频谱运营商和垄断频谱运营商两种情景下,次用户根据对价格的不同偏好选择运营商;同时,博弈过程中运营商可以进行最优投资,动态调整价格以实现收入最大化。通过博弈论得到频谱接入的纳什均衡解。(2)提出了一种混合半双工/全双工的随机MAC频谱共享算法。以概率的方式表示频谱使用级别,即机会概率(OP)。在机会概率基础上,提出了随机MAC策略,其中每个节点以与OP值成正比的概率接入频谱,并验证了其可行性。利用基于机会概率的随机MAC,我们还提出了混合半双工/全双工通信模型,其中每对的双工模式由OP值动态确定。通过仿真,我们证实了所提出的算法的可行性,并证明了其具有比传统系统高4倍的系统吞吐量。这对未来频谱资源的利用显示出巨大的潜力。
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