认知无线电中频谱占用模型及接入策略研究

发布时间：2017-05-15 02:00

  本文关键词：认知无线电中频谱占用模型及接入策略研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：认知无线电技术被列为解决无线频谱资源短缺问题的核心技术之一。频谱资源占用模型研究则侧重于提取授权用户的频谱使用特征,为认知无线电中的资源共享策略、系统性能评估等研究提供支撑。然而,在现有文献中,针对频谱资源占用模型,缺乏系统而全面的实测研究。针对认知无线电技术的探索,也多以预先假定授权用户模型为基础,缺乏实际的测量与验证。本文以认知无线电为背景,研究了基于实测数据的频谱资源占用模型,以及基于实测验证模型的资源共享接入策略,将频谱资源的空口测量、授权系统的占用模型与非授权系统的共享接入策略三者连成一线,完成了频谱资源占用模型的测量、验证、修正与应用等任务。根据这条主线,本文完成的工作有:(1)设计并配置准确的测量方案,针对分布广泛、代表性强的GSM下行频段进行全天候实地测量,分析处于目标地点、目标频段的频谱资源使用状况。测量结果表明:目标频段的使用效率呈现白天高深夜低的状态,时域占用度最高不超过44%,频域占用度最高不超过36%,说明在该频段开展认知无线电技术研究的潜力较大。(2)根据对实测数据的分析,研究并检验与目标频段频谱占用特性相一致的特征模型,包括排队论模型、ON-OFF模型、离散时间模型与多信道占空比分布模型等。在检验各模型可靠程度的同时,实测数据也为修正完善各个模型提供了依据。验证结果表明,以上模型(及修正后的模型)可以从不同角度更加准确地刻画目标频段的频谱占用特性。(3)选取经过实测验证的排队论模型作为授权用户模型,研究基于信道预留的频谱共享接入策略。为进一步提高信道共享策略的性能,在现有研究基础上将预留接入策略从整数拓展到实数。仿真结果表明,本文提出的两种实数信道预留策略在系统性能和灵活性方面都比相应的整数策略表现更好,且“为切换次用户实数信道预留策略”比“为主用户实数信道预留策略”的性能更优。空口测量、频谱占用建模、占用模型应用三者的结合,实现了基于空口测量的频谱占用模型建立、基于实测分析的占用模型修正与基于可靠占用模型的接入策略设计三大任务。
【关键词】：认知无线电 空口测量 频谱占用模型 实数信道预留
【学位授予单位】：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
• ABSTRACT6-14
• 缩略词表14-16
• 符号表16-17
• 第一章 绪论17-31
• 1.1 引言17
• 1.2 认知无线电研究背景17-24
• 1.2.1 认知无线电的背景及意义17-19
• 1.2.2 认知无线电中的关键技术19-24
• 1.2.2.1 频谱感知技术19-22
• 1.2.2.2 频谱接入技术22-24
• 1.2.3 认知无线电的应用与挑战24
• 1.3 频谱资源占用建模概述24-28
• 1.3.1 频谱资源占用建模背景及意义24-25
• 1.3.2 频谱资源占用建模分类25-28
• 1.3.3 频谱资源占用建模研究现状与挑战28
• 1.4 本文的创新点及研究意义28-29
• 1.5 本文的内容框架29-31
• 第二章 频谱测量与分析31-54
• 2.1 引言31-32
• 2.2 测量方案及配置32-38
• 2.2.1 GSM系统简介32-33
• 2.2.2 测量环境配置33-35
• 2.2.3 测量系统配置35-36
• 2.2.4 测量参数的设置36-37
• 2.2.5 测量数据的处理37-38
• 2.3 判决门限的影响38-46
• 2.3.1 判决门限的选择38-39
• 2.3.2 能量检测下的最优门限39-43
• 2.3.3 判决门限对频谱效率提升量的影响43-46
• 2.4 实测信号的分析46-53
• 2.4.1 频谱资源总体占用情况分析46-48
• 2.4.2 频谱资源占用度分析48-53
• 2.4.2.1 测量结果及判决门限48-51
• 2.4.2.2 占用度分析51-53
• 2.5 本章小结53-54
• 第三章 基于实测数据的频谱占用模型分析54-76
• 3.1 引言54-55
• 3.2 排队论模型55-61
• 3.2.1 模型简介55-56
• 3.2.2 实测数据分析56-59
• 3.2.2.1 业务到达时间间隔拟合57-58
• 3.2.2.2 服务时间拟合58-59
• 3.2.3 排队论模型验证59-61
• 3.3 ON-OFF模型61-66
• 3.3.1 模型简介61-63
• 3.3.2 实测数据分析63-64
• 3.3.3 ON-OFF模型验证算法64-66
• 3.4 离散时间马尔科夫模型66-70
• 3.4.1 模型简介66-67
• 3.4.2 实测数据分析67-68
• 3.4.3 多重正态分布模型及拟合效果68-70
• 3.5 多信道占空比分布模型70-74
• 3.5.1 Beta分布模型拟合70-71
• 3.5.2 Kumaraswamy分布模型拟合71-72
• 3.5.3 修正指数分布拟合72-73
• 3.5.4 三种模型的对比分析73-74
• 3.6 本章小结74-76
• 第四章 基于测量模型的信道预留接入策略76-92
• 4.1 引言76-77
• 4.2 M/M/c中的马尔科夫理论77-79
• 4.3 系统模型79-84
• 4.3.1 为主用户实数信道预留策略79-82
• 4.3.1.1 接入规则描述79-80
• 4.3.1.2 马尔科夫建模80-82
• 4.3.2 为切换次用户实数信道预留策略82-84
• 4.3.2.1 接入规则描述82-83
• 4.3.2.2 马尔科夫建模83-84
• 4.4 QoS性能分析84-86
• 4.4.1 QoS性能参数84-85
• 4.4.2 性能对比方法及最优化算法85-86
• 4.5 仿真与分析86-91
• 4.5.1 蒙特卡洛仿真验证86-88
• 4.5.2 实数与整数信道预留策略的性能对比88-90
• 4.5.3 两种实数信道预留策略的性能对比90-91
• 4.6 本章小结91-92
• 第五章 结束语92-94
• 5.1 本文贡献92-93
• 5.2 下一步工作建议和未来研究方向93-94
• 致谢94-95
• 参考文献95-104
• 个人简介104-105
• 攻硕期间取得的研究成果105-106

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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 ;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

3 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

4 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

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