基于 OFDM 的认知无线电网络中频谱共享的分层功率分配
计算机科学与博弈论
2012-11-27 v1 网络与互联网体系结构
摘要
在本文中，构建了 Stackelberg 博弈模型，以模拟基于正交频分复用 (OFDM) 的认知无线电 (CR) 网络中主用户 (PU) 网络和次级用户 (SU) 网络的分层功率分配。我们将 PU 和 SU 分别表述为领导者和跟随者。我们考虑两个约束：总功率约束和干扰信号比 (ISR) 约束，其中每个 PU 处的累积干扰与接收信号功率之比不应超过特定阈值。首先，我们关注单 PU 和多 SU 场景。基于对所提 Stackelberg 博弈的 Stackelberg 均衡 (SE) 分析，当 PU 能够获取额外信息以预测 SU 的反应时，提出了一种解析分层功率分配方法。该解析算法包含两个步骤：1) PU 在考虑 SU 对其行为的反应下优化其功率分配。在 PU 的功率优化中，存在一个给定 PU 固定发射功率下 SU 功率分配的子博弈。研究了该子博弈纳什均衡 (NE) 的存在性和唯一性。我们还提出了一种迭代算法以获得 NE，并推导了完全对称信道下 NE 的闭式解。2) SU 根据给定 PU 最优功率分配下的子博弈 NE 分配功率。此外，即使 PU 无法获取 SU 的私有信息，我们也为一般信道设计了两种分布式迭代算法。第一种迭代算法具有保证的收敛性能，第二种迭代算法采用异步功率更新以提高时间效率。最后，我们将模型扩展至多 PU 和多 SU 场景，并提出了一种分布式迭代算法。
引用
@article{arxiv.1211.5857,
title = {Hierarchic Power Allocation for Spectrum Sharing in OFDM-Based Cognitive Radio Networks},
author = {Tian Zhang and Wei Chen and Zhu Han and Zhigang Cao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.5857},
year = {2012}
}