| 主权项 |
一种认知无线电网络中基于博弈的带宽、功率联合分配方法，其特征在于：将主、从用户通信时段划分为两个等长时段，主用户划分部分频带用于主、从用户协作传输，其余频带用于从用户实现自身通信需求；从用户划分部分发送功率用于协作主用户数据转发，其余部分用于实现自身通信需求，其中，第一个时段主用户占用频带W<sub>1</sub>发送信息至接收端，第二个时段从用户占用频带W<sub>1</sub>以从用户协作转发功率P<sub>1</sub>为主用户转发信息至接收端，从用户占用频带W<sub>2</sub>实现自身通信，在第一个时段从用户发送功率为P，第二个时段从用户发送功率为P<sub>2</sub>；根据主用户收益因子α<sub>pu</sub>，根据公式：<img file="FDA0000806505430000011.GIF" wi="550" he="175" />确定主用户收益函数N<sub>pu</sub>(W<sub>2</sub>)，根据采用协作模式后主用户的传输速率<img file="FDA0000806505430000012.GIF" wi="121" he="86" />主用户未参与协作传输时的传输速率<img file="FDA0000806505430000013.GIF" wi="127" he="86" />调用公式：<img file="FDA0000806505430000014.GIF" wi="596" he="95" />计算主用户成本函数C<sub>pu</sub>(P<sub>1</sub>,W<sub>2</sub>)，根据公式：U<sub>pu</sub>(P<sub>1</sub>,W<sub>2</sub>)＝N<sub>pu</sub>(W<sub>2</sub>)‑C<sub>pu</sub>(P<sub>1</sub>,W<sub>2</sub>)确定主用户效用函数；根据从用户未采用协作传输机制时的传输速率<img file="FDA0000806505430000015.GIF" wi="133" he="78" />从用户采用协作传输时的传输速率<img file="FDA0000806505430000016.GIF" wi="126" he="78" />调用公式：<img file="FDA0000806505430000017.GIF" wi="574" he="79" />计算从用户收益函数，根据公式：<img file="FDA0000806505430000018.GIF" wi="528" he="175" />确定从用户成本函数C<sub>cu</sub>(P<sub>1</sub>)，根据从用户收益函数和从用户成本函数，调用公式：U<sub>cu</sub>(P<sub>1</sub>,W<sub>2</sub>)＝N<sub>cu</sub>(P<sub>1</sub>,W<sub>2</sub>)‑C<sub>cu</sub>(P<sub>1</sub>)计算从用户的效用函数；固定从用户协作转发功率P<sub>1</sub>，令<img file="FDA0000806505430000019.GIF" wi="390" he="151" />得W<sub>2</sub>＝f<sub>1</sub>(P<sub>1</sub>)为对应主用户效用函数最优的从用户自身传输带宽值W<sub>2</sub>，固定从用户自身传输带宽W<sub>2</sub>，令<img file="FDA00008065054300000110.GIF" wi="375" he="151" />得P<sub>1</sub>＝f<sub>2</sub>(W<sub>2</sub>)为对应从用户效用函数最优的从用户功率值P<sub>1</sub>，联立两式：W<sub>2</sub>＝f<sub>1</sub>(P<sub>1</sub>)及P<sub>1</sub>＝f<sub>2</sub>(W<sub>2</sub>)，获得博弈模型纳什均衡解<img file="FDA00008065054300000111.GIF" wi="230" he="77" />其中，T为总传输时间，U<sub>pu</sub>(P<sub>1</sub>,W<sub>2</sub>)和U<sub>cu</sub>(P<sub>1</sub>,W<sub>2</sub>)分别表示主、从用户采取发送功率P<sub>1</sub>及带宽W<sub>2</sub>时所对应的主、从用户的效用函数值，满足关系<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>U</mi><mrow><mi>p</mi><mi>u</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>P</mi><mn>1</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>W</mi><mn>2</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>)</mo></mrow><mo>≥</mo><msub><mi>U</mi><mrow><mi>p</mi><mi>u</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msubsup><mi>W</mi><mn>2</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><msub><mi>U</mi><mrow><mi>c</mi><mi>u</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>P</mi><mn>1</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>W</mi><mn>2</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>)</mo></mrow><mo>≥</mo><msub><mi>U</mi><mrow><mi>c</mi><mi>u</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>P</mi><mn>1</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>,</mo><msub><mi>W</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000806505430000021.GIF" wi="1159" he="95" /></maths>时，其Nash均衡解<img file="FDA0000806505430000022.GIF" wi="182" he="94" />中P<sub>1</sub><sup>*</sup>为协作主用户数据转发所采用的最优发送功率，<img file="FDA0000806505430000023.GIF" wi="77" he="77" />为从用户实现自身通信需求的最优带宽，其中，0≤P<sub>1</sub>,P<sub>1</sub><sup>*</sup>≤P，0≤W<sub>1</sub>,W<sub>1</sub><sup>*</sup>≤W，<img file="FDA0000806505430000024.GIF" wi="258" he="92" />表示主用户采用发送功率P<sub>1</sub>，从用户采取最优带宽<img file="FDA0000806505430000025.GIF" wi="67" he="76" />时，对应主用户的效用函数值，U<sub>cu</sub>(P<sub>1</sub><sup>*</sup>,W<sub>2</sub>)表示主用户采用最优发送功率P<sub>1</sub><sup>*</sup>，从用户自身传输带宽为W<sub>2</sub>时，对应从用户的效用函数值，σ<sub>pu</sub>与δ<sub>pu</sub>为主用户收益曲线的斜度与拐点，β<sub>cu</sub>为从用户成本因子，σ<sub>cu</sub>和δ<sub>cu</sub>为从用户成本曲线的斜度与拐点，f<sub>1</sub>(P<sub>1</sub>)表示当从用户分配功率P<sub>1</sub>用于为主用户转发数据时，主用户的最优频谱分配函数，f<sub>2</sub>(W<sub>2</sub>)表示当主用户分配频带W<sub>2</sub>用于从用户自身数据传输时，从用户的最优功率分配函数。 |
