高铁认知异构网络选择算法研究
发布时间：2021-06-10 06:47
随着高速铁路向智能化、数字化、信息化方向发展,无线通信业务需求不断拓展,多种接入网共存的异构无线网络,成为未来铁路移动通信网络架构的发展趋势。然而,既有铁路移动通信系统GSM-R属于数字窄带移动通信技术,系统仅有2×4MHz带宽,业务承载能力有限,并且相邻频段已被占用,因此难以增加GSM-R系统容量,即使下一代铁路移动通信系统LTE-R,也无法承载未来高数据速率业务的应用,以及旅客宽带接入服务的需求,铁路通信无线频谱资源短缺的问题将愈显突出。认知无线电（CR）技术为缓解频谱短缺问题提供了一种可行性的思路:结合铁路移动通信系统的安全性与稳定性原则,高铁运营的关键业务（列控和调度通信等）由铁路专网（GSM-R/LTE-R）承载,其他大数据量通信业务关系到高铁服务质量,但不涉及铁路运输安全,当超出专网承载能力时,则由认知用户通过感知到的可用空闲频谱,选择出最佳的接入网络,实现有效的资源分配。在网络选择过程中,如何在不同地区的不同时间段里快速有效的找到满足用户需求的空闲频谱,最大限度的提高用户满意度,成为无线通信领域的研究重点。本文基于智能优化决策算法研究高铁通信环境下的认知异构网络选择问题,...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 认知异构网络概述
1.2.1 异构网络的融合
1.2.2 认知无线电的特征和关键技术
1.2.3 认知异构网络的概念和优势
1.3 高速铁路移动通信系统
1.3.1 高速铁路移动通信系统业务分类
1.3.2 高速铁路移动通信环境面临的挑战
1.4 认知无线电技术在高铁通信领域的应用研究
1.4.1 国内外研究现状
1.4.2 本文研究的意义
1.5 论文主要内容及结构安排
1.6 本章小结
2 认知异构网络选择算法的相关理论
2.1 认知异构网络的接入选择机制
2.1.1 认知异构网络接入控制方式
2.1.2 认知异构网络的接入选择过程
2.2 认知异构网络选择算法
2.2.1 基于接收信号强度(RSS)的网络选择算法
2.2.2 基于多属性决策(MADM)理论的网络选择算法
2.2.3 基于模糊逻辑的网络选择算法
2.2.4 基于效用函数的网络选择算法
2.2.5 基于马尔科夫决策过程(MDP)的网络选择算法
2.2.6 基于智能优化决策的网络选择算法
2.3 认知异构网络选择算法性能比较分析
2.4 本章小结
3 基于马尔可夫决策模型的异构网络选择优化算法
3.1 系统模型
3.2 基于MDP模型的网络选择算法
3.2.1 QoS属性参数设置
3.2.2 回报函数设计
3.2.3 属性权重计算
3.3 模型求解与算法优化
3.3.1 GA-SA算法
3.3.2 不同业务类型的网络选择触发判决
3.3.3 最优切换算法的优化流程
3.4 本章小结
4 仿真实验与分析
4.1 仿真环境与参数设置
4.1.1 仿真环境网络参数设置
4.1.2 智能优化算法参数设置
4.2 仿真结果分析
4.2.1 算法收敛性对比分析
4.2.2 算法期望回报值对比分析
4.2.3 算法切换次数对比分析
4.3 本章小结
5 总结与展望
5.1 论文研究工作总结
5.2 未来研究工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于列车用户优先级的频谱共享博弈算法[J]. 谢健骊,李翠然,杜欣怡,郭文倩. 铁道学报. 2020(04)
[2]GSM-R与LTE-R网络对比[J]. 赵泽宇. 铁道通信信号. 2018(08)
[3]基于MRR调度的认知LTE-R基站和服务类型值优先队列管理[J]. 邓宏宇,汪一鸣,吴澄. 电信科学. 2018(06)
[4]我国铁路下一代移动通信系统制式及演进探讨[J]. 熊杰. 西南交通大学学报. 2018(05)
[5]铁路无线通信系统GSM-R多业务承载能力的探讨[J]. 李秀峰. 内燃机与配件. 2018(08)
[6]基于时延差异性约束的LTE-R系统频谱需求预测[J]. 刘鹏,李伟,刘斌,王坦,耿绥燕. 电信科学. 2017(12)
[7]异构无线网络接入选择算法综述[J]. 俞鹤伟,梁根. 哈尔滨工业大学学报. 2017(11)
[8]基于马尔科夫链的联合呼叫接入控制算法[J]. 高秀娥,李克秋. 计算机工程与应用. 2017(02)
[9]Load-Aware Offloading Strategy in Two-Tier Heterogeneous Network[J]. Jianyuan Feng,Zhiyong Feng,Zhiqing Wei. 中国通信. 2016(08)
[10]认知无线电研究进展[J]. 陈兵,胡峰,朱琨. 数据采集与处理. 2016(03)
博士论文
[1]异构环境下用户参与决策的认知频谱接入策略研究[D]. 冯心欣.上海交通大学 2015
[2]认知的铁路移动通信网络分簇频谱感知与共享研究[D]. 谢健骊.兰州交通大学 2014
[3]基于认知无线电技术的频谱资源利用研究[D]. 林威.哈尔滨工业大学 2010
[4]认知无线电的若干关键技术研究[D]. 李红岩.北京邮电大学 2009
硕士论文
[1]异构无线网络接入选择算法研究[D]. 何康.西南交通大学 2017
[2]认知无线电中基于隐马尔可夫模型的频谱感知和预测研究[D]. 方静.安徽理工大学 2017
[3]异构无线网络中基于效用函数的垂直切换算法研究[D]. 邓红.重庆邮电大学 2017
[4]高速铁路环境下基于学习的认知基站频谱管理算法[D]. 吴庆婷.苏州大学 2017
[5]认知异构网的频谱资源管理算法[D]. 孙亚娜.西安电子科技大学 2016
[6]认知无线电网络的安全性研究及其在高速铁路中的应用探讨[D]. 柴文宇.北京交通大学 2015
[7]异构无线网络接入选择策略与算法的研究[D]. 冯亚男.浙江大学 2014
[8]异构无线网络中网络选择算法研究[D]. 李航宇.电子科技大学 2013
[9]认知无线电技术在异构网络中的研究与仿真[D]. 王雨.北京邮电大学 2013
[10]异构无线网络中网络选择与联合呼叫接纳控制的研究[D]. 王亚楠.北京邮电大学 2010
本文编号：3221898
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 认知异构网络概述
1.2.1 异构网络的融合
1.2.2 认知无线电的特征和关键技术
1.2.3 认知异构网络的概念和优势
1.3 高速铁路移动通信系统
1.3.1 高速铁路移动通信系统业务分类
1.3.2 高速铁路移动通信环境面临的挑战
1.4 认知无线电技术在高铁通信领域的应用研究
1.4.1 国内外研究现状
1.4.2 本文研究的意义
1.5 论文主要内容及结构安排
1.6 本章小结
2 认知异构网络选择算法的相关理论
2.1 认知异构网络的接入选择机制
2.1.1 认知异构网络接入控制方式
2.1.2 认知异构网络的接入选择过程
2.2 认知异构网络选择算法
2.2.1 基于接收信号强度(RSS)的网络选择算法
2.2.2 基于多属性决策(MADM)理论的网络选择算法
2.2.3 基于模糊逻辑的网络选择算法
2.2.4 基于效用函数的网络选择算法
2.2.5 基于马尔科夫决策过程(MDP)的网络选择算法
2.2.6 基于智能优化决策的网络选择算法
2.3 认知异构网络选择算法性能比较分析
2.4 本章小结
3 基于马尔可夫决策模型的异构网络选择优化算法
3.1 系统模型
3.2 基于MDP模型的网络选择算法
3.2.1 QoS属性参数设置
3.2.2 回报函数设计
3.2.3 属性权重计算
3.3 模型求解与算法优化
3.3.1 GA-SA算法
3.3.2 不同业务类型的网络选择触发判决
3.3.3 最优切换算法的优化流程
3.4 本章小结
4 仿真实验与分析
4.1 仿真环境与参数设置
4.1.1 仿真环境网络参数设置
4.1.2 智能优化算法参数设置
4.2 仿真结果分析
4.2.1 算法收敛性对比分析
4.2.2 算法期望回报值对比分析
4.2.3 算法切换次数对比分析
4.3 本章小结
5 总结与展望
5.1 论文研究工作总结
5.2 未来研究工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于列车用户优先级的频谱共享博弈算法[J]. 谢健骊,李翠然,杜欣怡,郭文倩. 铁道学报. 2020(04)
[2]GSM-R与LTE-R网络对比[J]. 赵泽宇. 铁道通信信号. 2018(08)
[3]基于MRR调度的认知LTE-R基站和服务类型值优先队列管理[J]. 邓宏宇,汪一鸣,吴澄. 电信科学. 2018(06)
[4]我国铁路下一代移动通信系统制式及演进探讨[J]. 熊杰. 西南交通大学学报. 2018(05)
[5]铁路无线通信系统GSM-R多业务承载能力的探讨[J]. 李秀峰. 内燃机与配件. 2018(08)
[6]基于时延差异性约束的LTE-R系统频谱需求预测[J]. 刘鹏,李伟,刘斌,王坦,耿绥燕. 电信科学. 2017(12)
[7]异构无线网络接入选择算法综述[J]. 俞鹤伟,梁根. 哈尔滨工业大学学报. 2017(11)
[8]基于马尔科夫链的联合呼叫接入控制算法[J]. 高秀娥,李克秋. 计算机工程与应用. 2017(02)
[9]Load-Aware Offloading Strategy in Two-Tier Heterogeneous Network[J]. Jianyuan Feng,Zhiyong Feng,Zhiqing Wei. 中国通信. 2016(08)
[10]认知无线电研究进展[J]. 陈兵,胡峰,朱琨. 数据采集与处理. 2016(03)
博士论文
[1]异构环境下用户参与决策的认知频谱接入策略研究[D]. 冯心欣.上海交通大学 2015
[2]认知的铁路移动通信网络分簇频谱感知与共享研究[D]. 谢健骊.兰州交通大学 2014
[3]基于认知无线电技术的频谱资源利用研究[D]. 林威.哈尔滨工业大学 2010
[4]认知无线电的若干关键技术研究[D]. 李红岩.北京邮电大学 2009
硕士论文
[1]异构无线网络接入选择算法研究[D]. 何康.西南交通大学 2017
[2]认知无线电中基于隐马尔可夫模型的频谱感知和预测研究[D]. 方静.安徽理工大学 2017
[3]异构无线网络中基于效用函数的垂直切换算法研究[D]. 邓红.重庆邮电大学 2017
[4]高速铁路环境下基于学习的认知基站频谱管理算法[D]. 吴庆婷.苏州大学 2017
[5]认知异构网的频谱资源管理算法[D]. 孙亚娜.西安电子科技大学 2016
[6]认知无线电网络的安全性研究及其在高速铁路中的应用探讨[D]. 柴文宇.北京交通大学 2015
[7]异构无线网络接入选择策略与算法的研究[D]. 冯亚男.浙江大学 2014
[8]异构无线网络中网络选择算法研究[D]. 李航宇.电子科技大学 2013
[9]认知无线电技术在异构网络中的研究与仿真[D]. 王雨.北京邮电大学 2013
[10]异构无线网络中网络选择与联合呼叫接纳控制的研究[D]. 王亚楠.北京邮电大学 2010
本文编号：3221898
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3221898.html
