基于game-based算法的動態(tài)頻譜訪問matlab仿真

1.算法運行效果圖預(yù)覽

(完整程序運行后無水印)



展示了負(fù)載因子P和次級傳輸功率不同的HPE规哲。



??????從圖中可以看出潜必,隨著|hP E|2擴(kuò)大,用戶P更好的為二級用戶分配更多的頻譜機(jī)會,以便刺激二級用戶傳輸更多的干擾功率,因此,導(dǎo)致ρ的減少和Psu的增加。



??????不同方案下不同用戶P信噪比下的保密率镜廉〈醵#可以很自然地看到,隨著信噪比的增加迈窟,主用戶的保密性也會增加。此外忌栅,我們所提出的基于游戲的干擾方法比功率控制方案的效果要好得多,因為在干擾下接收機(jī)的干擾被消除了∷餍鳎可以看出湖员,兩種方案都優(yōu)于不合作的方案。



??????不同|hP E|下的保密率瑞驱。從圖中可以看出娘摔,隨著竊聽者通道的改善,保密性降低唤反。同樣可以看出凳寺,我們提出的方案的保密率要高于功率控制方案。



??????不同主用戶P信噪比的輔助用戶效用彤侍。隨著信噪比的增加肠缨,P會降低其負(fù)載系數(shù)。因此盏阶,更多的干擾功率將投入合作晒奕,這反過來有利于二次用戶自己。因此名斟,輔助用戶的效用隨著用戶P的信噪比的增加而增加脑慧。



??????不同|hP E|的二次用戶效用圖。沒有合作砰盐,當(dāng)|hP

E| 2小于0.2時闷袒,效用為零。隨著|hP E|2的增大岩梳,會有更多的頻譜機(jī)會分配給二次用戶囊骤,因此,隨著|hP E|2的增大蒋腮,功利性也隨之增加淘捡。



??????從圖中可以看出,隨著delta擴(kuò)大,用戶P更好的為二級用戶分配更多的頻譜機(jī)會,以便刺激二級用戶傳輸更多的干擾功率,因此,導(dǎo)致ρ的減少和Psu的增加池摧。



?????不同主用戶P信噪比的輔助用戶效用焦除。隨著delta的增加,P會降低其負(fù)載系數(shù)作彤。因此膘魄,更多的干擾功率將投入合作,這反過來有利于二次用戶自己竭讳。因此创葡,輔助用戶的效用隨著用戶P的信噪比的增加而增加。


2.算法運行軟件版本

matlab2022a


3.部分核心程序

(完整版代碼包含詳細(xì)中文注釋和操作步驟視頻)

for i = 1:length(deltai)

???tmps = 0;

???tmps2= 0;

???for jj = 1:5000

???????pj????? = 0.8+rand/5;

???????up_uplp = 0.18;

???????pi1???? = up_uplp;

???????pi2???? = (1-up_uplp)*(1-pj);

???????pi3???? = (1-up_uplp)*pj;

???????Up????? = pi2*R2 + pi3*R1;

???????Rsu???? = max([1+Psu_tmp*hi./di]);

???????Us????? = pi1*Rsu -2*c*Psu_tmp*pi3;

???????%根據(jù)us反推p,Psu最大的時候绢慢,對應(yīng)的Us的值

???????Up????? = Us;

???????PP????? = Up/((1-pj)*R2 +pj*(log2(1+Ppu*hP2/dP)-log2(1+Ppu*hPE2/(Psu_tmp*hAE2 + Psu_tmp*hBE2 + dE))));

???????tmps??? = abs(PP);

???????Px(jj)? = (1-tmps)/tmps;

???????Psuss?? =max(1/(2*log(2)*c*Px(jj)*pj) - 1/gamma,0);

???????tmps2?? = tmps2+Psuss;

???end

???tmps2?? = tmps2/5000;

???p_(i)?? = mean(Px)/2;

???Psu_(i) = tmps2;

end


figure;

subplot(121);

semilogx(deltai,p_,'b-o');

xlabel('delta');

ylabel('p')

grid on

axis([0,1,0,2.5]);

subplot(122);

semilogx(deltai,Psu_,'b-o');

xlabel('delta');

ylabel('P_s_u')

grid on

axis([0,1,0,2.5]);

01_0176m



4.算法理論概述

?????認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的安全問題近年來引起了人們的極大關(guān)注灿渴。與基于密鑰的上層加密不同洛波,物理層安全開辟了一種全新的實現(xiàn)方法安全通信。這一開創(chuàng)性的工作可以從信息理論的角度追溯到Wyner骚露。他介紹了竊聽通道蹬挤,并透露,如果竊聽者的通道比合法接收者的]差棘幸,就可以達(dá)到非零保密率焰扳。近年來,認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的物理層安全問題误续,已引起了人們的廣泛關(guān)注吨悍,特別是頻譜底層系統(tǒng)中的授權(quán)頻帶或頻譜共享系統(tǒng)中的公共頻帶。


??????隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展和無線設(shè)備的普及蹋嵌,頻譜資源變得越來越稀缺育瓜。傳統(tǒng)的靜態(tài)頻譜分配方式導(dǎo)致頻譜利用率低下,而動態(tài)頻譜訪問(Dynamic Spectrum Access, DSA)技術(shù)允許未授權(quán)用戶在不影響授權(quán)用戶通信的前提下欣尼,動態(tài)地訪問空閑頻譜爆雹,從而提高了頻譜利用率。


??????游戲理論是研究博弈行為的數(shù)學(xué)理論愕鼓,它可以用來描述和分析具有競爭和合作性質(zhì)的交互系統(tǒng)钙态。在動態(tài)頻譜訪問中,未授權(quán)用戶之間的競爭和合作可以通過游戲理論模型來描述菇晃。在動態(tài)頻譜訪問中册倒,未授權(quán)用戶(也稱為次級用戶)通過競爭空閑頻譜資源來進(jìn)行通信』撬停基于游戲理論的動態(tài)頻譜訪問算法旨在找到一個納什均衡驻子,使得所有用戶的效用最大化。


???????相關(guān)的理論公式推演估灿,可以參考附帶的參考文獻(xiàn):


?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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