基于非理想感知的多信道动态频谱分配策略及性能研究

发布时间：2017-07-07 16:10

  本文关键词：基于非理想感知的多信道动态频谱分配策略及性能研究

  更多相关文章： 认知无线电网络 频谱分配 多信道 信道绑定 信道预留 非理想感知 系统优化

【摘要】：随着无线电通信的高速发展,频谱资源紧缺的问题日益突出。认知无线电网络通过对授权频谱进行“二次利用”,可有效提高频谱资源利用率。本文基于集中式认知无线电网络多信道频谱环境,考虑非理想感知结果,进行动态频谱分配策略研究、性能分析及系统优化。首先,针对授权用户和认知用户的不同业务需求,提出一个对授权用户进行信道绑定而认知用户进行并行传输的CB/PT(Channel Bonding or Parallel Transmission)动态频谱分配策略。考虑可能出现的感知错误,建立一种带有多服务台同步中断的修正的抢占优先排队模型。采用矩阵几何解方法进行稳态解析,给出授权用户数据包干扰率、信道利用率及认知用户数据包平均时延等性能指标表达式。其次,在CB/PT策略基础上,以进一步提高认知用户的传输质量为目的,为认知用户数据包设置预留信道,提出一种结合信道绑定机制和信道预留机制于一体的CB-CR(Channel Bonding and Channel Reservation)动态频谱分配策略。结合非理想感知结果,建立三维Markov模型。利用矩阵几何解方法给出稳态解,给出授权用户数据包干扰率、认知用户数据包平均时延及认知用户数据包吞吐量等性能指标表达式。然后,针对所建立的系统模型给出率阵R和稳态分布的数学解析算法;针对CB/PT策略和CB-CR策略给出性能指标的仿真统计算法。利用数值分析结果和蒙特卡罗仿真统计结果,刻画频谱容量和预留信道数对系统性能指标的影响,定量评估非理想感知条件下CB/PT策略和CB-CR策略的系统性能。最后,针对CB/PT策略,基于不同性能指标间的折衷关系,建立系统成本函数,给出频谱容量的优化方案。针对CB-CR策略,分析认知用户的个人最优行为和策略的社会最优行为,对认知用户给出收费方案,实现策略的社会最优。
【关键词】：认知无线电网络 频谱分配 多信道 信道绑定 信道预留 非理想感知 系统优化
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 主要的研究内容14
• 1.4 论文组织结构14-16
• 第2章 相关知识16-22
• 2.1 认知无线电网络概述16-19
• 2.1.1 认知无线电16
• 2.1.2 认知无线电网络16-18
• 2.1.3 频谱感知18
• 2.1.4 动态频谱分配18-19
• 2.2 排队论和博弈论相关介绍19-21
• 2.2.1 排队论概述19-20
• 2.2.2 排队系统的组成、符号表示及性能指标20
• 2.2.3 博弈论概述20-21
• 2.2.4 纳什均衡和社会最优21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 非理想感知下CB/PT策略及性能研究22-36
• 3.1 CB/PT策略下的信道分配机制及用户活动22-23
• 3.2 模型的建立及稳态解析23-28
• 3.2.1 多服务台同步中断的修正的抢占优先排队模型23-24
• 3.2.2 转移概率分析24-27
• 3.2.3 基于矩阵几何解的稳态解析27-28
• 3.3 非理想感知下CB/PT策略的性能指标28-29
• 3.4 非理想感知下CB/PT策略的系统实验29-35
• 3.4.1 数值分析算法29-31
• 3.4.2 仿真统计算法31-32
• 3.4.3 实验结果分析32-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 非理想感知下CB-CR策略及性能研究36-53
• 4.1 CB-CR策略下的信道分配机制及用户活动36-37
• 4.2 模型的建立及稳态解析37-44
• 4.2.1 三维Markov排队模型37-38
• 4.2.2 转移概率分析及稳态解析38-44
• 4.3 非理想感知下CB-CR策略的性能指标44-45
• 4.4 非理想感知下CB-CR策略的系统实验45-52
• 4.4.1 数值分析算法45-47
• 4.4.2 仿真统计算法47-48
• 4.4.3 实验结果分析48-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 系统优化53-58
• 5.1 非理想感知下CB/PT策略的频谱容量优化53-54
• 5.2 非理想感知下CB-CR策略的社会最优54-57
• 5.3 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果63-64
• 致谢64

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本文编号：530880