[00105248]网络外部性下基于社会学习的频谱共享问题研究

该项目为西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室开放研究课题

（课题编号：ISN16-08）。

随着分层异构网络中认知节点的数量激增和部署密集化，无线频谱的网络外部性凸显， 频谱使用效率低下。因此，该课题拟从网络外部性这一全新的角度系统地分析频谱共享中所面临的挑战，并在以下两个研究内容取得重要进展：

1.基于非直接互惠的节点自私行为抑制及频谱信息共享激励机制：自私特性是每个节点 固有的属性，网络外部性会进一步强化这种属性。为了抑制节点的自私行为，提出了一个基 于非直接互惠的协作频谱感知激励框架。在这一框架中，次级用户向融合中心来报告自己的 感知结果的行为选择被建模成为非直接互惠博弈。定义了次级用户的行为集；根据协作频谱 感知这一特殊的场景，结合次级用户自私性的定义，挖掘次级用户自私行为的模式；探讨自 私次级用户之间博弈行为的产生机理，设计合作激励的机制，包括通过社会规范来评价次级 用户的行为，以及通过设计声誉更新规则来更新次级用户的声誉。经过理论推导，得到在此 框架下次级用户的最优的行为准则，以及最优行为准则能够达到演进最优的条件。仿真实验 显示，该课题所提的模型能够有效抑制开放的无线场景下次级用户的自私行为，促进了次级 用户之间的合作，从而提高了次级用户对空闲频谱决策的准确性，达到高效频谱共享的目的。 2.负向网络外部性下基于社会学习的频谱选择策略：在未来的分层异构网络中，具有认

知能力的节点具备学习和决策的能力。节点的学习与决策之间相互渗透，并在与其他节点的动态交互过程中达到均衡，是提高频谱利用效率的关键。因此，该课题将次级用户的学习和决策过程建模为一个中国餐馆博弈。基于所建立的博弈模型，分析了次级用户之间的交互， 具体地研究了次级用户初始认知的准确性和信道的质量对他们的决定的影响。推导了两个用户，两个信道情况下的理论结果，并将这一结果推广到多用户和多信道的情况。仿真实验证明，该项目所提的模型提高了资源配置效率。

上述研究为未来无线网络中高效公平的频谱共享奠定理论基础。