无线通信网用户与干扰机的动态博弈研究

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随着无线通信网络的不断快速发展,用户在使用无线通信时面临各种不同的干扰情况如何去降低或消除干扰造成的影响从而实现抗干扰传输,这就显得尤为重要。尤其是智能干扰机的出现,其可以分析用户传输的历史,并控制自己的行为,给无线网络带来了新的威胁。研究人员普遍将用户和智能干扰机两者之间的对抗视作一个博弈问题,如何应用不同的博弈思想及方法去研究无线通信对抗问题已然成为了一个研究热点。本文分别从完全信息与不完全信息动态博弈两个方面,对不同无线通信场景下的干扰对抗问题进行了研究。现有的一些研究中普遍假设干扰机能够准确地测量用户的传输能力,而且大多数研究都是基于完全信息博弈的。本文针对以上的不足之处,主要进行了以下研究工作:1.介绍了博弈论在无线通信的研究背景与意义,分析了不同类型的博弈在无线通信的研究现状,并对比了不同应用的优缺点,且详细介绍了博弈论的一些相关理论内容。2.基于完全信息动态博弈研究了用户和干扰机的抗干扰功率控制问题,考虑干扰机存在观测误差的情况,建立斯塔克尔伯格博弈(Stackelberg gane,SG)模型,进行了模型的分析且求解了博弈均衡,并将斯塔克尔伯均衡(Stackelberg equilibrium,SE)与纳什均衡的结果进行比较,仿真结果验证了模型的有效性。.3.考虑到当前基于误码率为效益函数的无线通信中博弈论的研究缺少的现状,基于完全信息动态博弈模型,将误码率作为博弈的效益函数,假定通信方策略为不同扩频传输方式及不同传输功率,干扰方策略为不同干扰样式及不同干扰功率,对策略的选择及误码率的计算进行分析,最后仿真求解了具体参数下最优的误码率的情况。4.提出了基于不完全信息动态博弈的多信道无线网络抗干扰模型。假定用户与智能干扰机在同一信道上传输,双方以功率控制为策略,将双方的对抗关系建模为不完全信息SG模型,得到各自的效益函数,并在效益函数中考虑了干扰机的观测误差。然后,对该博弈模型的SE进行了求解,并证明了其存在性及唯一性。仿真结果验证了此多信道不完全信息SG抗干扰模型的有效性。
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