认知无线电网络中会合算法的仿真与改进

发布时间：2017-06-23 08:08

  本文关键词：认知无线电网络中会合算法的仿真与改进，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当前,认知无线电网络(CRN)已成为一个有前景的新型网络范式,它可以提高频谱资源利用率、缓解频谱资源短缺。从概念上讲,CRN是由一组配备了认知无线电的认知用户组成的。通过认知无线电,认知用户能够识别并访问暂时不被授权用户占用的空闲频段(信道)。一旦授权用户需要收回频段进行数据通讯,若认知用户继续使用其中的信道会对主用户通讯产生干扰,则认知用户须立即释放这些信道。因此,在CRN中认知用户的可用信道通常是随着时间和地域动态变化的。在CRN中,会合是指两个认知用户同一时间在相同可用信道相遇并建立通讯链路的过程。会合是CRN中的一个基础核心操作,如果会合无法实现,那么诸如数据通信和信息交互等网络任务就无法执行。然而,认知用户实现会合存在挑战,主要原因是:1)认知用户在会合前无法获知彼此的存在;2)认知用户感知到的可用信道彼此可能不同且随时间动态变化;3)认知用户可在不同时刻开始各自的会合操作。在CRN研究中,会合问题已受到广泛的关注,众多文献提出了大量的会合算法。我们也对会合问题进行了研究,并形成了本文的工作,主要包括以下三个方面:(1)对当前解决会合问题具有代表性的、先进的策略进行了适度且全面的综述。首先,在阐明会合问题基础上,对各类会合策略进行了概述。然后,重点介绍和分析了适用性强的基于信道跳转技术的盲会合算法,亦即,无需中心服务器和公共控制信道的会合算法。最后,归纳了会合算法的性能评价指标。(2)通过大量的仿真实验对当前具有代表性的会合算法进行了深入的比较研究。首先,提出一种基于MATLAB的仿真实验方法,该方法综合考虑了各种网络状况和算法评价指标,适用于所有基于信道跳转技术的会合算法。在此基础上,选取了6个有代表性的盲会合算法,对它们进行了仿真比较研究,分析了这些算法在不同情形下的性能优劣,分析了主用户活动和竞争阻塞对算法性能的影响。(3)提出一种具有普遍适用性的信道集虚拟扩充策略,用于提高会合算法的性能,这是本文的主要创新和贡献。信道集虚拟扩充策略的基本思想是,对原始的信道集进行虚拟扩充(即,增加虚拟信道),然后在生成信道跳转序列时利用若干策略将虚拟信道替换成实际可用的优质信道。该策略具有如下几个优点:1)对基于信道跳转的会合算法具有普遍适用性;2)不牺牲既有算法的保证会合性能而又能减少算法的平均会合时间;3)通过使用随机替换策略可增强信道跳转序列对阻塞攻击的抵抗力。我们进行了大量的仿真实验,验证了所提出的信道集虚拟扩充策略的有效性。
【关键词】：认知无线电网络 会合算法 算法仿真 信道集虚拟扩充策略
【学位授予单位】：广东技术师范学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1.绪论11-19
• 1.1 认知无线电技术概述11-14
• 1.2 认知无线电网络中的会合问题14-15
• 1.3 基于信道跳转的盲会合算法15
• 1.4 本文主要内容和结构安排15-19
• 2.会合算法综述19-31
• 2.1 会合问题19-20
• 2.2 会合策略研究概述20-22
• 2.3 基于信道跳转（Channel-Hopping，，CH）的会合算法22-29
• 2.4 会合算法的性能评价29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 3.基于仿真的会合算法比较研究31-51
• 3.1 网络环境建模与描述31-33
• 3.2 会合算法的性能指标33-34
• 3.3 基于MATLAB的仿真实验设计34-40
• 3.4 仿真实验结果的比较研究40-50
• 3.5 本章小结50-51
• 4.基于信道集虚拟扩充的改进策略51-65
• 4.1 目的与动机51-52
• 4.2 策略设计和分析52-60
• 4.3 仿真实验60-64
• 4.4 本章小结64-65
• 5.总结与展望65-67
• 参考文献67-73
• 致谢73-75
• 学位论文数据集表75-76

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 江玉春;毛明禾;曹宁;;基于WLC算法的频谱感知性能分析[J];国外电子测量技术;2014年07期

2 徐金玉;张泽麟;杨新;;结合机会链模型的联合频谱分配算法[J];电视技术;2014年19期

3 林法杰;薛伟;张玉兵;;基于频谱池的认知无线电频谱切换分析[J];计算机与数字工程;2014年04期

4 林法杰;薛伟;张玉兵;;基于Markov的频谱切换研究[J];计算机与数字工程;2014年09期

5 姚继明;黄莉;田文锋;黄凤;朱亮;;面向电力认知无线通信的资源管理算法研究[J];信息技术;2015年02期

6 金顺福;葛世英;霍占强;;概率反馈动态频谱分配策略及性能分析[J];通信学报;2015年07期

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 黄丽;认知无线电网络中感知策略和频谱共享技术研究[D];华中科技大学;2013年

2 刘丽霞;无线认知网络面向高效资源利用的频谱接入技术研究[D];国防科学技术大学;2012年

3 王乐菲;蜂窝与终端自组织混合网络的关键技术研究[D];北京邮电大学;2014年

4 唐舟进;动态频谱认知无线通信关键技术研究[D];北京邮电大学;2014年

5 厉东明;基于极化信息处理的认知无线电频谱共享技术研究[D];北京邮电大学;2014年

6 赵媛;认知无线网络中频谱分配策略的建模理论与优化方法研究[D];燕山大学;2014年

7 王睿;认知及协作无线自组织网络中的资源管理策略研究[D];北京邮电大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张旭;认知无线Mesh网络信道分配和路由算法的研究[D];北京邮电大学;2012年

2 周宁凯;认知无线Mesh网络中针对异构业务流的路由和资源分配研究[D];浙江大学;2013年

3 刘厵;认知无线电中合作频谱感知技术的研究[D];湖南大学;2013年

4 代羽;CRN中基于超时隙的集中式信道分配策略及性能研究[D];燕山大学;2013年

5 肖玉鹏;认知无线电网络中频谱分配策略的社会最优问题的研究[D];燕山大学;2013年

6 刘勇;认知无线网络中的多信道握手协议研究[D];西安电子科技大学;2014年

7 丁彦君;认知中继网络中多中继选择方案[D];西安电子科技大学;2014年

8 苟俊杰;基于MAB模型的多信道选择与接入算法研究[D];西安电子科技大学;2014年

9 李岳洪;基于智能算法的认知无线网络关键技术研究[D];广东工业大学;2013年

10 弋渤海;认知网络中的多域认知技术[D];西安电子科技大学;2014年

  本文关键词：认知无线电网络中会合算法的仿真与改进，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：474373