分布式认知无线电频谱分配利用的研究及改进

发布时间：2017-04-18 16:05

  本文关键词：分布式认知无线电频谱分配利用的研究及改进，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线通信业务的迅猛发展,对频谱资源的需求持续增长以及优质频谱资源分配殆尽,然而已授权频谱的利用率并不高。导致这一矛盾的原因,是因为固有的频谱资源分配的不合理,以及已授权频段的使用不充分而造成浪费。因此,为了解决这一突出的矛盾,有识之士就提出认知无线电技术,该技术能在复杂的频谱环境当中,从空间上和时间上来感知空闲频谱资源,并对这些资源加以利用,从而实现有限频谱资源的二次使用,允许次级用户在不干扰主用户正常通信的条件下二次征用主用户的频谱,它能动态地使用频谱,大幅度地提高了频谱利用率。本文就是以CRN技术中的频谱资源作为研究前提,基于频谱分批协作分配模型下的算法的研究。本论文所做的工作内容以及部分成果主要归结为以下几点：第一、全面地介绍了认知无线电技术的基本概念以及传统的频谱感知技术的研究,详细地阐述了认知无线电理论技术和频谱感知技术的主要功能特点、认知无线电技术中的几个关键技术以及多种频谱检测技术。第二、基于图着色理论的频谱分配技术,研究了分布式贪婪频谱分配算法和分布式公平频谱分配算法,并分析讨论了两种算法的性能,分布式贪婪算法具有较高的系统吞吐量,但忽略了部分次级用户使用信道的公平性情况；而分布式公平算法则考虑了次级用户使用信道的公平性,其缺点是牺牲了系统的吞吐量。图着色理论模型为后文的模型建立奠定了基础,并提供理论支撑。第三、建立了频谱分批协作分配模型,该模型能在一定程度上减少次级用户在感知信道过程中的冲突碰撞,从而提高了频谱利用率。在分批协作分配模型的基础上,加入能耗门限算法,该算法能有效的控制次级用户感知信道的能量消耗,同时减少检测能耗,这样得到的好处是延长了系统的检测生命周期,优化了系统的性能。经过仿真分析,可以看出,我们以系统的吞吐量(或称为系统通信量总和)为衡量标准,在分批协作分配模型下,引入能耗门限算法,系统的通信量总和也大大的得到提高。
【关键词】：认知无线电 频谱感知 图着色理论 分批协作 能耗门限
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 本文的研究背景9-12
• 1.1.1 认知无线电概述10-12
• 1.2 认知无线电的研究现状12-15
• 1.2.1 国外研究现状13-15
• 1.2.2 国内研究现状15
• 1.3 认知无线电的关键技术15-17
• 1.3.1 频谱资源检测技术16
• 1.3.2 频谱资源管理技术16
• 1.3.3 频谱资源共享技术16-17
• 1.3.4 频谱资源的搬移特性17
• 1.4 本文的主要工作内容17-18
• 1.5 本文结构组织18-21
• 第二章 传统的频谱感知技术的研究21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 频谱感知技术的性能衡量标准21-23
• 2.2.1 检测概率、虚警报概率和误检测概率21-22
• 2.2.2 偏移系数22-23
• 2.3 频谱感知技术分类23-24
• 2.4 独立检测24-30
• 2.4.1 发射端的检测24-27
• 2.4.2 接收端的检测27-30
• 2.5 多因素合作检测30-31
• 2.5.1 硬判决信息融合检测30
• 2.5.2 软判决信息融合检测30-31
• 2.6 本章小结31-33
• 第三章 基于图着色理论的频谱分配技术的研究33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 图着色理论系统模型描述33-38
• 3.2.1 关于图论33-34
• 3.2.2 认知无线电网络中的图着色理论模型34-38
• 3.3 基于图着色论的几种经典频谱分配算法38-42
• 3.3.1 分布式贪婪频谱分配算法38-40
• 3.3.2 分布式公平频谱分配算法40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 基于能耗门限的频谱分配技术的研究及改进43-59
• 4.1 引言43
• 4.2 频谱分配协作分配模型43-50
• 4.2.1 问题的提出43-44
• 4.2.2 模型描述44-45
• 4.2.3 衡量指标45-46
• 4.2.4 模型算法46-50
• 4.3 能耗门限下的频谱分配技术50-55
• 4.3.1 频谱分配的能耗分析50-51
• 4.3.2 能耗门限51-55
• 4.4 性能仿真及分析55-57
• 4.5 本章小结57-59
• 第五章 全文总结与未来展望59-61
• 5.1 全文总结59-60
• 5.2 未来展望60-61
• 致谢61-63
• 参考文献63-69
• 附录 (攻读硕士学位期间的研究成果)69-71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;本期认知无线电评审专家[J];电波科学学报;2013年03期

2 ;本期认知无线电评审专家[J];电波科学学报;2013年04期

3 ;本期认知无线电评审专家[J];电波科学学报;2013年05期

4 毕志明;匡镜明;王华;;认知无线电技术的研究及发展[J];电信科学;2006年07期

5 田峰;程世伦;杨震;;无线区域网和认知无线电技术2[J];中兴通讯技术;2006年05期

6 王金龙;;认知无线电专题讲座(一) 第1讲 认知无线电[J];军事通信技术;2007年02期

7 刘栋;吴启晖;;认知无线电专题讲座(一) 第2讲 认知无线电技术在军事上的应用探讨[J];军事通信技术;2007年02期

8 梁燕芬;殷瑞祥;;认知无线电技术[J];信息安全与通信保密;2007年03期

9 李彬;郭莉;;一种新的基于认知无线电和开放无线结构的终端架构[J];移动通信;2007年05期

10 王军;李少谦;;认知无线电:原理、技术与发展趋势[J];中兴通讯技术;2007年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李文清;郭宗良;;认知无线电及其军事通信应用研究[A];中国通信学会第六届学术年会论文集（上）[C];2009年

2 李俊葶;陈金鹰;刘庆丰;徐广伟;;浅谈认知无线电[A];四川省通信学会2008年学术年会论文集[C];2008年

3 彭开志;杨平;王书诚;;认知无线电在通信系统中应用研究[A];2011船舶电气及通讯导航技术发展论坛论文集[C];2011年

4 李辉;苏泽友;谢伟;;认知无线电综合抗干扰电台设计构想[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集（上册）[C];2008年

5 饶毓;曹志刚;;认知无线电技术的标准化进程[A];2009年全国无线电应用与管理学术会议论文集[C];2009年

6 罗凡;陈金鹰;;认知无线电在震后应急通信中的应用[A];四川省通信学会2008年学术年会论文集[C];2008年

7 周骥;;浅谈认知无线电在军事领域的应用[A];四川省通信学会2010年学术年会论文集[C];2010年

8 郝刚;甘志春;;认知无线电网络安全问题研究[A];2014第二届中国指挥控制大会论文集（下）[C];2014年

9 王斯瑶;付琳;;认知无线电技术[A];四川省通信学会2006年学术年会论文集（一）[C];2006年

10 刘庆丰;陈金鹰;李俊葶;卓有福;;基于认知无线电的高效频谱利用技术[A];四川省通信学会2008年学术年会论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 黑龙江 王宇宙 编译;认知无线电发展综述[N];电子报;2012年

2 本报记者 卢子月;认知无线电让网络不再拥挤[N];通信产业报;2011年

3 常丽君;避堵走闲，，美开发认知无线电上网系统[N];科技日报;2014年

4 ;认知无线电：未来无线通信的重要发展方向[N];人民邮电;2007年

5 江苏泰州市无线电管理办公室 刘浏 窦沛沛;认知无线电整合“闲散”频谱[N];通信产业报;2009年

6 本报记者　郑焕斌;未来通讯 看我独霸[N];科技日报;2006年

7 北京邮电大学WSPN实验室 雷光;认知无线电技术[N];通信产业报;2007年

8 特约撰稿人 吴康迪;日本4G路线明晰 “催熟”新技术[N];通信产业报;2009年

9 四川 杨远清 编译;可检测空闲频带的认知无线电接收器[N];电子报;2013年

10 本报记者 卢子月;无线似水 应需而动[N];通信产业报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 唐星;认知无线电网络机会路由算法的研究[D];武汉大学;2012年

2 贺新颖;基于支持向量机的认知无线电若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2009年

3 李红岩;认知无线电的若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2009年

4 裴二荣;认知无线电网络中的资源优化分配的研究[D];电子科技大学;2012年

5 刘超;认知无线电系统关键技术研究[D];南京邮电大学;2013年

6 伍春;认知无线电中智能学习技术研究[D];西安电子科技大学;2014年

7 刘聪;基于认知无线电网络的视频传输技术研究[D];华中科技大学;2014年

8 程赓;多跳认知无线电网络频谱管理与选路策略研究[D];华中科技大学;2007年

9 朱江;认知无线电系统中自适应跨层优化机制的研究[D];电子科技大学;2009年

10 张国斌;认知无线电系统资源管理与分配关键技术研究[D];华南理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈晓鸿;认知无线电射频接收机的研究与设计[D];华南理工大学;2015年

2 王娟;认知无线电系统的协作中继选择与功率分配算法研究[D];燕山大学;2015年

3 陈行之;认知无线电中感知时间的优化研究[D];昆明理工大学;2015年

4 左明智;认知无线电网络中会合算法的仿真与改进[D];广东技术师范学院;2015年

5 杨世康;分布式认知无线电频谱分配利用的研究及改进[D];昆明理工大学;2015年

6 张文召;基于粒子群算法认知无线电联合频谱检测研究[D];西南交通大学;2015年

7 杨建新;认知无线电网络抵御恶意模拟主用户攻击方法的研究[D];云南民族大学;2015年

8 郝万明;协作认知无线电网络中基于能效和谱效的资源分配技术研究[D];郑州大学;2015年

9 林正红;认知无线电中TCP跨层优化方案研究[D];西南科技大学;2015年

10 胡连城;认知无线电链路保持方法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

  本文关键词：分布式认知无线电频谱分配利用的研究及改进，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：315228