Non-convex power allocation games in MIMO cognitive radio networks

Abstract

Consideramos un escenario de reparto del espectro, basado en la detección, en una red de radio cognitiva MIMO donde el objetivo general es maximizar el rendimiento total de cada usuario de radio cognitiva optimizando conjuntamente la operación de detección y la asignación de potencia en todos los canales, bajo una restricción de interferencia para los usuarios primarios. Los problemas de optimización resultantes conducen a un juego no convexo, que presenta un nuevo desafío a la hora de analizar los equilibrios de este juego. Con el fin de hacer frente a la no convexidad del juego, utilizamos un nuevo concepto relajado de equilibrio, el equilibrio cuasi-Nash (QNE). Se demuestran las condiciones suficientes para la existencia y la unicidad de un QNE. El trabajo también presenta un método de optimización de punto interior primal-dual que converge a un QNE. Los resultados de la simulación muestran que el juego propuesto puede lograr una considerable mejora del rendimiento con respecto a un juego determinista.