异构网络环境下具有保护信道的载波侦听多址方案研究

发布时间：2020-06-10 15:34

【摘要】：随着无线通信技术和业务的快速发展,异构化、泛在化、认知化成为无线网络的发展方向。未来的无线网络是一个由很多个不同种类的网络结合在一起构成的异构网络环境。在异构无线网络环境下如何合理地分配频谱资源使更多的用户有效地共享无线频谱资源具有重要的研究意义和现实意义。认知无线电技术的出现为实现异构网络底层物理接口的融合开创了崭新的局面。本学位论文分析了现有异构网络中以认知无线电技术为基础的各种频谱接入方案的特点,并提出了一种异构网络环境下具有保护信道的频谱接入方案。首先,根据异构网络的特点及现有异构网络环境下的频谱接入方案中存在的问题,以载波侦听多址访问方案为基础,提出了异构网络环境下具有保护信道的频谱接入方案。该方案通过设置保护信道的方法来有效地控制在异构网络共存环境下网络出现负载过高的现象并有效地利用频谱资源。其次,采用排队论的分析方法构建了异构网络环境下具有保护信道的频谱接入方案的三维马尔科夫模型,并通过矩阵分析方法得出了此系统的稳态概率和系统的两个重要性能指标:用户的呼损率和吞吐量,进一步探讨了不同的系统参数对所提出方案性能的影响。最后,设计了在给定的异构网络环境下,找出最优保护信道数的算法。该算法能够求出用户到达率、网络服务速率及网络中的总信道数等系统的参数不同的条件下需要设置的最优保护信道数,使得系统的吞吐量达到最高。仿真实验结果表明,本论文所提出的方案与不具有保护信道的载波侦听多址方案相比,具有较高的吞吐量和较低的呼损率,有效地防止了因过多的用户进入某一网络而导致该网络性能下降的现象。本文所提出的方案及所设计的最优保护信道数优化算法有助于提高异构网络环境下频谱资源的有效利用率进一步提高网络的性能。
【图文】：

异构网络

逦．逡逑８０２．邋１６逦８０２．邋１１逦ＨｉｐＧｒ逡逑ＧＳＭ邋Ｊｇ邋ＬＤＭＳ邋系列逦系列逦ＬＡＮ逦蓝牙邋加逡逑图２－１按覆盖范围划分无线网络逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｄｉｖｉｄｅ邋ｗｉｒｅｌｅｓｓ邋ｎｅｔｗｏｒｋｓ邋ｂｙ邋ｃｏｖｅｒａｇｅ逡逑广域网（Ｗｉｄｅ邋Ａｒｅａ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ，邋Ｗａｎ）通常是指国家范围内或全球范围内逡逑的网络，广域网的特点是覆盖范围大，但其具有非常突出的不足便是它的信逡逑息传输速率较低，。局域网（Ｌｏｃａｌ邋Ａｒｅａ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＬＡＮ）邋—般是在小范围内逡逑（相对城域网来讲）由通信设备组成的网络，覆盖面积一般在数十米到数公逡逑里，具有更高的传输速率。个域网（Ｐｅｒｓｏｎａｌ邋Ａｒｅａ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＰＡＮ）指很小范逡逑围内的通信网络，覆盖面积只有几到十几米而己。目前应用的技术有红外，逡逑蓝牙和Ｚｉｇｂｅｅ等１１１］。逡逑２．２．２异构网络组合及特征逡逑异构网络的概念是相对于同构网络的概念提出的，同构网络是通信网络逡逑在初始时的基本形式

网络接入,执行阶段,个性化需求,网络环境

１逦求模块逦好模块逡逑接口ｎ逡逑图２－３网络接入选择功能架构逡逑Ｆｉｇ．邋２－３邋Ｎｅｔｗｏｒｋ邋ａｃｃｅｓｓ邋ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ邋ｆｕｎｃｔｉｏｎ邋ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ逡逑２．３．２异构网络接入过程逡逑判断所要接入网络系统是否具有满足用户业务ＱｏＳ需求的能力是传统逡逑的无线网络接入选择过程的核心；在该业务被接受之后，要保证现有的原始逡逑通信链接的通信质量。只有原有通信连接的链路通信质量得到保证，新的接逡逑入请求才可以被接受。综合考虑网络资源的业务特征、可用性、无线链路质逡逑量和用户偏好等因素是异构无线网络场景下的接入选择要具备的条件。在用逡逑户的ＱｏＳ需求能够得到保障的情况下、网络频谱资源利用率可以提高的情况逡逑下，进行新用户业务的接入选择的判决。逡逑异构网络接入过程如图２－４所示，当需要服务的用户终端在多网络覆盖逡逑区域内时，首先开始ＲＡＴ邋（Ｒａｄｉｏ邋Ａｃｃｅｓｓ邋Ｔｙｐｅ，邋ＲＡＴ）选择机制。其中从移逡逑动基站参考信号而来的接收功率（ＲＳＲＰ）和接收质量（ＲＳＲＱ）是信息收集逡逑阶段主要收集的内容，，功率控制以及网络选择由ＲＳＲＰ判断决定，通信切换逡逑的执行则由ＲＳＲＱ决定；到了执行决策阶段，首先要分析网络参数指标、业逡逑务需求和用户偏好
【学位授予单位】：延边大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN925

【参考文献】