异构网络中的功率控制和呼叫接纳算法研究

发布时间：2020-04-07 11:30

【摘要】：无线通信技术的快速发展,带动着用户的需求也随之日益增长,正因如此,现有的可供使用的无线物理频谱资源越来越少。虽然有相关的频谱分配方式来提高频谱的利用率,但是目前存在并使用的是静态频谱分配方式,该方式仍存在频谱利用率低的问题。认知无线电技术因此而诞生,该技术摒弃了原有的频谱分配方式,而采用动态频谱分配方式共享频谱。在无线技术发展的过程中,不仅存在频谱短缺的问题,各种新出的无线接入技术也是使得网络之间的交互变得更加复杂,不同的无线接入技术间的互补特性应该被加以利用,从而利用不同无线技术之间无缝切换的来提供给用户更好的通信服务质量。针对上述问题,本文做了以下研究:首先,研究了认知异构网络中的各种关键技术,概述了因频谱短缺问题而新起的认知无线电技术;随后介绍了功率控制技术,全方位地概述了该技术,根据该技术分类进行详细介绍对比,并研究了该技术中存在的四种准则;阐述了博弈论的原理,主要是对其概念、分类、纳什均衡的介绍;并研究了异构无线网络在呼叫接纳控制过程中需要考虑的要点以及它的研究现状。然后,本文对异构无线网络中的非合作博弈功率控制算法进行重点研究,针对认知无线网络中存在的功率控制问题,研究了该领域中经典的功率控制算法,根据该算法的核心思想搭建了非合作博弈模型,并对该模型中的纳什均衡的存在提供相关证明,最后在此模型上给出仿真分析。仿真结果表明:该功率控制算法平衡了各认知用户的发射功率,提高了整个系统的效用。最后,提出一种基于QoS的呼叫接纳控制算法,该算法是基于保证系统通信质量的前提下,对系统中用户业务请求的优先级进行划分等级,并根据优先级进行网络匹配;当所请求的网络中的资源无法满足请求时,该请求将部分优先接入到最优匹配的网络;其余的将通过会话分流技术根据优先级由高到低的去匹配网络并传输,在接收端接收每个分流会话并对其进行合并还原会话。在研究过程中,利用马尔科夫链将复杂的通信模型转换成易于研究的数学模型,并在matlab中进行仿真分析。仿真结果表明:该算法保证了QoS,并在网络请求到达率高的情况下降低了网络的阻塞率,提高了资源利用率。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN925

【参考文献】