基于 POMDP 的跨层机会频谱接入优化设计

摘要：

在功率受限的机会频谱接入(OSA)研究中，大多使用完全可观测马尔可夫决策过程(MDP)对环境建模，以提高物理层或介质访问控制(MAC)层指标，但由于感知设备的限制，无法保证用户对环境完全感知。为解决该问题，提出一种基于部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)与 Sarsa(λ)的跨层 OSA 优化设计方案。结合 MAC 层和物理层，采用 POMDP 对功率受限且有感知误差的次用户频谱感知和接入过程进行建模，并将其转换为信念状态 MDP(BMDP)，使用 Sarsa(λ)算法对其进行求解。仿真结果表明，在功率受限条件下，该 Sarsa(λ)-BMDP 方案的有效传输容量、吞吐量和频谱利用率分别比完全可观测 Q-MDP 方案低9%、7%和3%左右，其误比特率比基于点的值迭代 PBVI-POMDP 方案低20%左右，比 Q-MDP 方案高16%左右。

关键词：机会频谱接入、部分可观测马尔可夫决策过程、Sarsa(λ)算法、跨层优化、功率受限

分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61072138；国家部委基金

在线出版日期：2014-05-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：114-118