分布式多用户多信道选择与接入技术研究

发布时间：2017-04-16 09:13

  本文关键词：分布式多用户多信道选择与接入技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线通信技术的快速发展,各种新型的多媒体业务给人们带来强有力的视觉冲击,人们对无线网络服务的要求也越来越高,而现有的频谱资源是有限且固定分配的。因此,人们提出了认知无线电(CR, Cognitive Radio)技术,它能动态地使用频谱,大幅度地提高频谱利用率。而在认知无线电网络中,多用户多信道选择与接入是一个关键技术,多信道选择与接入允许认知用户(SU, Secondary User)使用授权用户(PU, Primary User)暂时未使用的频谱,一旦授权用户需要时再归还给授权用户使用。这种择机接入的方式给接入算法和协议的设计带来了新的问题：在分布式网络中,多个SU可能使用相同的信道而造成碰撞,同时会对PU产生干扰,从而影响系统整体性能。为了解决此问题,本论文对分布式网络中的多用户多信道的选择与接入算法和协议进行研究。本文首先简单介绍了认知无线电的基本原理与关键技术、动态频谱接入模型分类以及频谱选择与接入的三种经典模型,其中重点介绍了本文利用的MAB(Multi-Armed Bandit)模型。然后,针对多用户分布式网络场景,详细描述了两种基于MAB模型的经典多信道选择与接入算法,随后提出基于TDFS (Time Division Fair Share)与分组的多信道选择与接入算法。仿真结果表明：提出的算法不仅改善了认知用户之间的公平性,而且提升了系统累积接入时间。最后,本文将前边提出的多信道选择与接入接入算法协议化,考虑了收发认知用户之间的协商过程,提出一种基于信道跳变的分阶段握手协议,其中包括协商和数据传输阶段：在协商阶段,所有的认知用户按照信道跳变序列进行协商,一旦有认知用户协商成功就可以进行数据传输；在数据传输阶段,所有协商成功的认知用户都进行数据传输。两个阶段的数据传输都采用前边提出的基于TDFS与分组的多信道选择与接入算法。仿真结果表明：本协议可以有效提高认知用户之间的公平性,同时增加了各个认知用户使用空闲信道的时间,从而提高了信道利用率。
【关键词】：信道选择与接入 多用户 接入优先级 信道跳变
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 引言14
• 1.2 认知无线电研究背景14-17
• 1.2.1 认知无线电基本概念14-16
• 1.2.2 认知无线电的关键技术16-17
• 1.3 本论文的研究意义和主要工作17-18
• 1.4 本论文内容安排18-20
• 第二章 现有的认知无线电频谱接入研究20-28
• 2.1 动态频谱接入介绍20-22
• 2.1.1 动态频谱接入概念20
• 2.1.2 动态频谱接入模型分类20-22
• 2.2 现有的频谱选择与接入模型研究22-26
• 2.2.1 MDP模型23-24
• 2.2.2 博弈论模型24-25
• 2.2.3 MAB模型25-26
• 2.3 本章小结26-28
• 第三章 多用户多信道选择与接入算法28-40
• 3.1 引言28-29
• 3.2 系统模型29-31
• 3.2.1 场景介绍29
• 3.2.2 信道模型29-30
• 3.2.3 问题建模30-31
• 3.3 基于MAB模型的多信道选择与接入算法描述31-36
• 3.3.1 基于随机接入优先级的多信道选择与接入算法31-33
• 3.3.2 基于TDFS的多信道选择与接入算法33-34
• 3.3.3 基于TDFS与分组的多信道选择与接入算法34-36
• 3.4 三种算法的仿真对比及分析36-38
• 3.4.1 仿真场景和仿真参数36-37
• 3.4.2 仿真结果与分析37-38
• 3.5 本章小结38-40
• 第四章 基于信道跳变的多信道握手协议40-52
• 4.1 引言40-41
• 4.2 系统模型41-42
• 4.3 一种基于信道跳变的分阶段多信道握手协议42-46
• 4.3.1 信道跳变序列设计42-43
• 4.3.2 基于信道跳变的分阶段多信道握手协议的协商阶段描述43-44
• 4.3.3 基于信道跳变的分阶段多信道握手协议的整体描述44-46
• 4.4 仿真结果和分析46-50
• 4.4.1 仿真场景和仿真参数46
• 4.4.2 仿真结果分析46-50
• 4.5 本章小结50-52
• 第五章 总结与展望52-54
• 5.1 工作总结52
• 5.2 未来展望52-54
• 参考文献54-58
• 致谢58-60
• 作者简介60

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