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随着现代通信技术的不断发展和人们信息交互的日益频繁,开放频谱资源匮乏和大量专用授权频谱利用率低下的矛盾愈演愈烈。认知无线电技术是为缓解这种情况而提出的一种新的无线通信技术。该技术可以使未经授权的用户(认知用户)主动发现授权用户(主用户)的未使用的授权频谱资源,以及合理使用该频谱资源。为了不影响授权用户正常通信,必须对认知用户的进行严格功率的控制。
本文的工作主要在利用博弈论知识来对认知无线电用户进行功率控制和速率分配。本文根据各认知用户速率分配的公平性和认知用户对主用户产生干扰的大小不同设计了新的代价函数,对速率分配不公平的策略行为和对主用户产生干扰比较大的策略行为的惩罚比较大,并基于该代价函数通过数学建模给出了可实现的NPRGP算法。相对传统的功率控制,该算法根据不同用户的传输速率的不同要求进行灵活的速率分配,这样可以达到更高效率和更合理的使用网络资源的目的。这种做法对认知无线电网络中认知用户的资源分配问题有借鉴和启发意义。此外,本文还提出了严格的数学推理证明该博弈算法纳什均衡点的存在性和唯一性,以及帕累托最优。最后,对该算法进行了仿真实验,结果表明本文算法具有一定的优越性。