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随着无线通信技术的迅速发展、无线设备的普及和新业务的不断增长,频谱短缺和频谱利用率低等问题变得日益严重。目前,频谱管理多采用静态频谱分配方式,从而导致一些非授权频谱十分拥挤,但一些授权频谱的利用率却非常低。认知无线电(Cognitive Radio, CR)技术是一种能够以动态形式来有效地管理频谱的技术,能够满足人们对频谱的需求,提升服务质量(Quality of Service, QoS)。在主用户具有异构性且认知用户处于多路径衰落、阴影效应等低感知性能的认知环境中,如何才能够公平有效地进行动态频谱管理是无线通信发展的迫切需求。根据上述的认知环境,本文首先对网络建模,然后刻画了相关参数,最后引入博弈论来解决动态频谱管理中的两个关键问题：频谱感知和频谱共享。为了研究动态频谱管理中的公平问题,定义了频谱感知公平和频谱共享公平。当认知用户处于上述认知环境中,为了能够公平地进行频谱感知、形成演化博弈所需要的群组,本文设计了一种基于联盟博弈的频谱感知机制。首先给出了计算频谱感知基本参数的方法,然后把频谱感知问题建模为效用不可转移的联盟博弈,设计了一种满足帕累托最优的联盟形式,最后给出了该机制的详细实现步骤。根据上述频谱感知的结果,为了使认知用户能够根据认知用户满意度和无线信道质量公平地进行频谱共享,设计了一种基于演化博弈的频谱共享机制。由于认知无线电网络(Cognitive Radio Network, CRN)的动态性、异构性,以及无线信道不可靠且易受环境影响,于是采用模糊数学知识来刻画与认知用户满意度相关的参数。利用演化博弈对认知用户之间的频谱共享建模,效用函数充分考虑频谱共享公平,根据模仿者动态模型求解动态均衡,最后给出了该机制的详细实现步骤。基于VC++平台仿真实现了本文研究的动态频谱管理机制,并进行了性能评价。通过与基准算法进行性能对比,结果表明：对平均检测概率和联盟效用而言,本文提出的频谱感知机制优于基准算法；对演化效用而言,本文提出的频谱共享机制也优于基准算法。