认知介质接入：探索、利用与竞争

本文建立了认知介质接入与竞争性多臂老虎机问题之间的等价关系。首先，考虑单个认知用户希望在具有多个频段的频谱中机会性地利用空闲频段可用性的场景。在此场景中，认知用户事先不知道每个信道的可用性概率。因此，高效的介质接入策略必须在探索其他空闲信道的可用性与利用迄今发现的机会之间取得平衡。通过采用针对这一经典老虎机问题的贝叶斯方法，推导出了最优介质接入策略，并通过示例说明了其潜在的递归结构。为了避免最优策略过高的计算复杂度，开发了一种低复杂度的渐近最优策略。所提出的策略不需要关于不同信道上流量模式的任何先验统计知识。接下来，考虑多认知用户场景，并开发了在此类竞争环境中能在探索与利用之间取得最优平衡的低复杂度介质接入协议。最后，将该形式体系扩展到每个认知用户能够同时感知和使用多个信道的情况。