异构认知无线网络频谱资源分配研究

发布时间：2017-05-02 04:11

  本文关键词：异构认知无线网络频谱资源分配研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,新兴无线接入技术频谱资源紧张与授权频谱利用率不高这一矛盾日益突出。认知无线网络技术可将检测到的空闲频谱资源公平而有效地分配给多个认知用户,使认知用户共享授权用户的空闲频谱资源,可以有效的解决这个矛盾。本文首先介绍了认知无线电及认知网络的相关技术,在此基础上,针对目前尚无很好的异构认知无线网络的网络架构模型,介绍了一种网络架构,描述各功能模块的功能要求,并结合可能的使用情况,提出网络的组织模型;针对目前的频谱分配算法大都只考虑了一些简单的应用场景,并将频谱分配问题抽象得过于简单,不能很好的满足异构认知无线网络的使用需求的情况,本文在基于图论的经典算法基础上,提出基于信道容量的频谱分配算法和基于QoS优先的频谱分配算法。本文的主要工作如下:(1)介绍了一个异构认知无线网络的架构,并提出异构认知无线网络的网络组织模型。在这个网络架构中,将网络分为应用服务层、核心网络层和无线接入层三层,在核心网络层中通过智能控制节点将各种无线接入网络融合成一个系统的、统一的网络,并通过引入网间协调模块等功能模块,实现网络的异构融合和运营商之间的互联。网络组织模型根据地理位置及障碍物等因素将整个异构认知无线网络划分为若干区域,在区域内进行频谱共享。网络组织模型为信道分配算法的研究提供应用场景,使算法的研究具有现实基础。(2)提出一种基于信道容量的信道分配算法(CC-RB算法)。算法以网络容量作为优化目标,在信道分配时,考虑信道容量的差异,为节点分配容量最大的信道。仿真结果显示,CC-RB算法能大幅提高网络的容量和公平性。(3)提出一种基于QoS优先的信道分配算法(QP-RB算法)。算法考虑不同业务的QoS要求,根据节点承载的业务情况划分节点的优先级,并将网络分为三种状态,利用贝叶斯网络理论建立网络状态评价模型,实现优先节点的智能选择。在信道分配时,先为优先节点分配信道,待优先节点分配结束之后再为非优先节点分配信道。仿真结果表明,相比于已有的经典算法,QP-RB算法节点的平均容量更高,且在节点数量较大的情况下有更高的网络容量。
【关键词】：认知网络 异构 覆盖式频谱分配 信道分配 QoS
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第1章 绪论13-19
• 1.1 研究背景及意义13-15
• 1.1.1 频谱资源使用中的矛盾13-14
• 1.1.2 无线网络发展趋势14-15
• 1.1.3 研究意义15
• 1.2 课题的研究现状15-16
• 1.3 论文的研究工作及结构安排16-19
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 论文结构安排17-19
• 第2章 认知无线网络的网络架构与频谱资源分配技术19-29
• 2.1 认知无线网络19-21
• 2.1.1 认知无线电技术19
• 2.1.2 认知网络技术19-21
• 2.2 网络架构的发展21-25
• 2.2.1 认知网络架构模型21-24
• 2.2.2 异构无线网络架构模型24-25
• 2.3 频谱资源分配技术25-27
• 2.3.1 频谱分配技术的分类25-26
• 2.3.2 典型分配算法26-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 异构认知无线网络架构与组织模型研究29-37
• 3.1 网络架构与功能模块29-32
• 3.1.1 网络架构29-30
• 3.1.2 功能模块30-32
• 3.2 网络组织模型32-35
• 3.2.1 模型的提出32-34
• 3.2.2 模型的应用34-35
• 3.3 本章小结35-37
• 第4章 基于信道容量的信道分配算法研究37-49
• 4.1 容量最大化模型37-40
• 4.1.1 目标函数37-38
• 4.1.2 目标函数的限制条件38-39
• 4.1.3 目标函数优化39-40
• 4.2 基于信道容量的分配算法40-43
• 4.2.1 简化模型40-41
• 4.2.2 参数设置41
• 4.2.3 信道容量矩阵41-42
• 4.2.4 CC-RB算法流程42-43
• 4.3 CC-RB算法性能分析43-46
• 4.3.1 性能指标43
• 4.3.2 性能仿真43-46
• 4.3.3 CC-RB算法复杂度分析46
• 4.4 本章小结46-49
• 第5章 基于QoS优先的信道分配算法研究49-67
• 5.1 QoS指标选择49-50
• 5.2 网络状态评价模型50-53
• 5.2.1 评价参量选取50-51
• 5.2.2 网络状态划分51-52
• 5.2.3 网络状态的贝叶斯网络评价模型52
• 5.2.4 学习与推理52-53
• 5.3 优先节点自主控制策略53-54
• 5.4 信道分配策略54-56
• 5.5 网络状态划分界限设置56-63
• 5.5.1 不同优先节点比例的网络状态仿真56-62
• 5.5.2 界限选定62-63
• 5.6 QP-RB算法性能分析63-65
• 5.6.1 与经典算法的比较63-65
• 5.6.2 QP-RB算法复杂度分析65
• 5.7 本章小结65-67
• 第6章 总结和展望67-69
• 6.1 全文总结67
• 6.2 工作展望67-69
• 参考文献69-74
• 作者简介及在学期间的科研成果74-75
• 致谢75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张丽影;曾志文;陈志刚;邝祝芳;;认知无线网络中基于约束算子的二进制粒子群频谱分配算法[J];小型微型计算机系统;2013年06期

2 李岳洪;万频;王永华;邓钦;杨健;;改进的细菌觅食算法求解认知无线网络频谱分配问题[J];计算机科学;2013年08期

3 陈剑;吴建平;李贺武;;基于用户分配和负载的频谱分配算法[J];软件学报;2013年07期

4 陈年生;;基于双向拍卖的多目标频谱分配算法[J];上海电机学院学报;2013年04期

5 谢健骊;李翠然;赵佳颖;;基于均衡价格的认知无线网络频谱分配算法[J];铁道学报;2014年01期

6 李方伟;王程;朱江;;一种基于逢低买入的频谱分配机制[J];计算机应用研究;2014年02期

7 冯春燕;郭义武;薛钰;郭彩丽;;授权链路保护的频谱分配算法[J];电子科技大学学报;2008年06期

8 Serena chan;宋笑亭;;美国国防部共享频谱接入(上)[J];中国无线电;2008年03期

9 王坤;董淑福;刘杰;;基于用户需求和等待时间的改进型频谱分配算法[J];科学技术与工程;2012年22期

10 歌晓;;频谱高速公路让信息畅行无阻[J];上海信息化;2013年05期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 郑晓明;何廷润;;3G频谱分配:市场化的经济法则[A];2002’中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2002年

2 朱丽姣;侯维刚;郭磊;;可伸缩光网络中路由与频谱分配算法[A];第十七届全国青年通信学术年会论文集[C];2012年

3 赵滨;马锴;关新平;;区分信道的认知无线电网络频谱分配算法研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

4 章坚武;赵琪;邹婧媛;;改进的认知无线电图着色频谱分配算法[A];2009年中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2009年

5 沈嘉;王军;李少谦;;认知无线电网络基于配对算法的频谱分配策略[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年

6 宋琦军;张涛;;频谱管理领域面临的挑战及对策[A];第十五届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 张虹;国际频谱政策新走向[N];人民邮电;2006年

2 本报记者 卢子月;频谱分配受关注[N];通信产业报;2012年

3 本报记者 卢子月;得频谱得未来[N];通信产业报;2013年

4 宋颖;利用市场手段加速频谱转让[N];人民邮电;2013年

5 ;频谱资源共享面临挑战[N];中国电子报;2013年

6 本报记者 卢子月;管好频率 管好台站 管好秩序[N];通信产业报;2011年

7 李亮　记者 黄超 某集团军司令部通信处长 李占良;演习之前分“频谱”[N];解放军报;2009年

8 本报记者 卢子月;科学规划TD—LTE频谱[N];通信产业报;2012年

9 四川通信设计院副总工程师 程德杰;450M频谱更有可为[N];通信产业报;2013年

10 金耀星;创新管理方式 解决频谱供需矛盾[N];人民邮电;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 周雄;基于博弈的Femtocell网络频谱资源管理[D];华南理工大学;2015年

2 郁小松;灵活栅格光网络中频谱工程与调控技术研究[D];北京邮电大学;2015年

3 殷聪;认知无线电中频谱聚合技术及其资源调度的公平性研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 张龙;认知无线电网络MAC层频谱感知与频谱接入问题研究[D];中国科学技术大学;2015年

5 何庆;基于认知无线网络的频谱资源管理研究[D];武汉大学;2010年

6 陈伯文;频谱灵活光网络的保护恢复机制研究[D];北京邮电大学;2014年

7 王颖;频谱灵活全光网中资源分配与优化关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年

8 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

9 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

10 任杰;频谱资源自优化分配算法的研究[D];北京交通大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 包媛媛;基于加权极大独立集的认知无线网络的图论频谱分配算法研究[D];内蒙古大学;2015年

2 闫炳欣;基于用户需求的认知无线网络的图论频谱分配算法研究[D];内蒙古大学;2015年

3 赵海洋;基于改进量子遗传算法的认知无线电频谱分配研究[D];燕山大学;2015年

4 颜少波;基于分簇的宽带频谱压缩感知技术研究[D];昆明理工大学;2015年

5 喻正坤;认知无线电网络中频谱切换与频谱分配技术的研究[D];昆明理工大学;2015年

6 孙英娟;认知无线电网络中频谱分配的最优化研究[D];闽南师范大学;2015年

7 杨尚飞;正交频分复用信号的频谱整合技术[D];苏州大学;2015年

8 姚秋彦;灵活光网络中多参数约束路由和频谱分配算法研究[D];河北工程大学;2015年

9 魏伦炳;基于认知无线网络频谱分配技术研究[D];贵州大学;2015年

10 张崇英;认知无线网络分布式主动频谱切换技术研究[D];电子科技大学;2014年

  本文关键词：异构认知无线网络频谱资源分配研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：340268