基于博弈論的無線網絡資源分配算法研究.pdf

1、協作中繼作為無線移動通信網絡中的關鍵技術之一，可以有效提高無線通信網絡性能，擴展網絡覆蓋范圍。然而在現實網絡中，節(jié)點間普遍存在自私性，這些節(jié)點并不希望貢獻自身資源去參與協作中繼。對于這種自私性無線協作中繼系統(tǒng)，通信的性能在很大程度上依賴于系統(tǒng)資源的優(yōu)化分配。因此必須設置良好的激勵機制以使自私節(jié)點能積極自愿的參與協作中繼。博弈論是一種研究自私個體間競爭以及協作問題的數學工具，已被證明可以有效解決自私性無線節(jié)點協作中繼的資源分配問題。本論文

2、基于博弈論和放大再轉發(fā)協議，針對三種非對稱協作中繼基礎模型的功率資源分配，進行了相關算法的研究，給出了具體的協作資源分配策略。
　　多源-單中繼:不僅考慮中繼節(jié)點的自私性，同時從多個源節(jié)點的自私性出發(fā)，對目前研究普遍應用的資源定價策略做出改進，給出了針對不同源節(jié)點的不同價格策略。將中繼對各源節(jié)點的協作功率分配建模為源節(jié)點間的非協作博弈，通過分布式求解算法求得納什均衡功率解。納什均衡功率分配策略即為最優(yōu)分配策略，但不滿足帕累托有效性

3、，改進后的帕累托占優(yōu)解可確保最大化所有源節(jié)點的總效用。最后仿真證明，此方案有效解決了源節(jié)點間的自私性，優(yōu)化了系統(tǒng)性能。
　　單源-多中繼:對于多個中繼節(jié)點作為賣方互相競爭的系統(tǒng)，單個源節(jié)點有優(yōu)先權定下協作資源價格。協作資源在中繼間的分配，可建模為中繼協作博弈的納什議價解問題。目前的研究基本是以節(jié)點間對于互相信息的完全掌握為背景，過于理想化。本文考慮了信息掌握的不對稱性，最終給出了非對稱納什議價分配策略。納什議價解的求解最終轉化為拉

4、格朗日乘子的求解，依賴梯度下降算法可以求出。仿真結果體現了不同信息背景下，資源分配的有效性和公平性的統(tǒng)一。
　　多源-多中繼:針對這種較復雜系統(tǒng)模型，一般是在前兩種模型研究的基礎上進一步進行分析研究。本文考慮中繼和源之間的付出與回報，從經濟學中的買賣博弈模型出發(fā)，將瓦爾納斯均衡策略應用于本系統(tǒng)中。應用分布式上升機制競爭算法，求出中繼資源價格的瓦爾納斯均衡價格解。仿真結果證明，系統(tǒng)存在瓦爾納斯均衡收斂解，并且此時中繼的功率資源能得到