基于时间均衡的认知通信系统资源管理与分配

发布时间：2017-10-01 01:35

  本文关键词：基于时间均衡的认知通信系统资源管理与分配

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【摘要】：无线电频谱(以下简称频谱)是无线通信中一种稀缺而宝贵的自然资源。随着无线通信业务的快速发展,频谱需求迅速增长,致使频谱资源紧缺问题日益突出,成为制约无线通信发展的新瓶颈。认知无线电(CR)技术因其能够有效地解决当前无线频谱资源紧缺问题而成为近年来无线通信领域中重要的研究热点。CR技术的基本思想非常简单,但其设计和实现却面临很多挑战。为使认知无线电技术较好地实用化,仍需要开展大量的研究工作,尤其在面临面向服务质量保障的核心技术方面。本文重点研究了认知无线电系统中流媒体传输存在的问题并给出一种解决方式,该方式对频谱分配过程提出了新的要求。论文工作主要体现在以下几个方面:(1)简要地分析了认知无线电系统为流媒体业务服务时存在的问题和原因。在流媒体的传输过程中,由于认知系统可用频谱资源的不稳定性,可能导致流媒体业务在某些时刻无法得到频谱资源,从而发生丢包、次序混乱等问题,同时在接收端就会发生流媒体业务卡顿、瞬间畸变或者停顿,严重地影响流媒体的服务质量。通过对该问题产生的主要原因进行了分析,发现产生该问题的原因是认知无线电技术的本质特点—可用频谱资源的随机性。认知无线电技术是“伺机”地使用授权用户的频谱,授权用户对频谱拥有绝对占有权,在授权用户使用频谱时,认知用户就不可以使用,这样就导致认知用户可用的频谱资源是随机变化的。(2)针对认知无线电技术中流媒体传输时存在的问题,设计时间均衡的认知无线电频谱资源分配方式,通过在频谱资源充足时使认知用户缓冲流媒体数据,尽量保证在频谱资源不足时流媒体的服务质量。通过对这种分配方式的分析,动态地按照缓冲区的余量计算认知用户的需求,然后按照动态的需求进行频谱分配。(3)结合目前认知无线电中广泛使用的颜色敏感图着色频谱分配算法和改善认知无线电中流媒体服务质量的基于时间均衡的方式。并根据使用的频谱资源是否连续的特征,分别形成了针对频谱不可聚合情况的改进型时间均衡颜色敏感图着色(CSGC)频谱分配算法和针对频谱聚合情况的改进型时间均衡颜色敏感图着色(CSGC)频谱分配算法。通过对该算法仿真分析,验证了算法能够改善流媒体的服务质量。
【关键词】：认知无线电 流媒体 服务质量 时间均衡 频谱分配
【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
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-25
• 1.1 引言15-17
• 1.2 认知无线电的概念及关键技术17-21
• 1.2.1 认知无线电的概念17-18
• 1.2.2 认知无线电的原理18-19
• 1.2.3 认知无线电的关键技术19-21
• 1.3 研究现状21-23
• 1.4 本文主要研究内容及安排23-25
• 第二章 认知无线电中的频谱分配25-33
• 2.1 认知无线电中频谱分配原则25
• 2.2 认知无线电中频谱分配方式25-26
• 2.3 认知无线电中频谱分配模型26-33
• 2.3.1 图论着色模型26-28
• 2.3.2 干扰温度模型28-30
• 2.3.3 拍卖竞价模型30-31
• 2.3.4 博弈论模型31-33
• 第三章 认知无线系统的频谱资源时域均衡分配方式33-43
• 3.1 随机变化的可用频谱资源对认知用户的影响33-35
• 3.2 可用频谱资源随机变化的原因35-36
• 3.3 认知无线电系统的频谱资源时域均衡分配方式36-43
• 3.3.1 基本思想37
• 3.3.2 具体实现过程37-43
• 第四章 基于时间均衡的颜色敏感图着色频谱分配技术43-65
• 4.1 颜色敏感的图着色频谱分配算法(CSGC)准则43-47
• 4.1.1 常用的效用函数43-44
• 4.1.2 算法分配准则44-46
• 4.1.3 算法思想及流程46-47
• 4.2 基于时间均衡的非频谱聚合CSGC频谱分配算法47-55
• 4.2.1 提出背景47-48
• 4.2.2 算法原理以及流程48-51
• 4.2.4 算法仿真及分析51-55
• 4.3 基于时间均衡和频谱聚合的CSGC频谱分配算法55-65
• 4.3.1 算法提出背景55
• 4.3.2 算法参数矩阵55-56
• 4.3.3 算法基本原理以及流程56-59
• 4.3.4 算法仿真及分析59-65
• 第五章 总结65-67
• 参考文献67-69
• 致谢69-71
• 作者简介71-72

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