认知无线网络信道接入协议设计与建模研究

发布时间：2022-02-19 05:19

　　近年来,随着无线通信技术的飞速发展和无线网络设备的广泛应用,人们对于频谱资源的需求越来越大。然而美国联邦通信委员会的调查显示,人类对于频谱资源的利用存在严重的分配不均现象。未来,频谱资源短缺必将成为制约无线通信技术发展的瓶颈之一。认知无线网络作为一种高效的频谱资源再分配方式应运而生。其核心思想是,具有认知功能的系统,通过感知频域、时域空间的频谱环境,寻找已授权但未被使用的空闲频段,在不对授权频段用户正常通信造成干扰的条件下,实现频谱资源的共用,提高频谱资源利用率。如何针对认知无线网络中的非授权用户和授权用户,设计合理高效的信道接入协议,并对其性能进行建模和分析,一直是相关领域的难点问题。本文的研究工作即围绕上述问题展开,主要创新性工作包括:（1）在传统的基于公共控制信道的认知无线网络信道接入协议的基础上,设计了一种基于主用户业务优先级分类的认知无线网络信道接入协议,并分析了该协议下的认知无线网络吞吐量上界,为协议参数设置提供理论指导。该协议将授权频段用户记为主用户,将非授权频段用户记为认知用户。协议可分为竞争阶段,信道预约阶段和数据传输阶段。竞争阶段主要是认知用户用来竞争授权信道使用权... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 认知无线电技术
        1.1.2 认知无线网络信道接入技术
    1.2 国内外研究概况
    1.3 本文研究思路及意义
    1.4 论文组织结构
第二章 认知无线网络信道接入协议的演化与发展
    2.1 引言
    2.2 认知无线网络MAC协议分类
    2.3 集中式认知无线网络MAC协议
        2.3.1 基于CSMA的随机接入式MAC协议
        2.3.2 时隙分配式MAC协议—IEEE802.22
        2.3.3 基于博弈论的混合接入式MAC协议
    2.4 分布式认知无线网络MAC协议
        2.4.1 基于频谱自适应的随机接入式MAC协议
        2.4.2 基于链路聚合的时隙分配式MAC协议
        2.4.3 基于时间同步的混合接入式MAC协议
    2.5 认知无线网络MAC协议QOS保障不足分析
    2.6 本章小结
第三章 基于公共控制信道的认知无线网络信道接入协议设计
    3.1 引言
    3.2 认知无线网络MAC协议设计关键技术分析
        3.2.1 多信道隐终端问题
        3.2.2 频谱感知
        3.2.3 频谱分配
        3.2.4 频谱切换
        3.2.5 频谱共享
    3.3 TPO-MAC协议假设条件
        3.3.1 系统模型
        3.3.2 主用户信道使用模型
        3.3.3 频谱感知策略
    3.4 TPO-MAC协议工作流程
        3.4.1 竞争阶段
        3.4.2 信道预约阶段
        3.4.3 数据传输阶段
        3.4.4 TPO-MAC协议帧结构
    3.5 TPO-MAC协议吞吐量上界分析
    3.6 仿真结果与分析
        3.6.1 TPO-MAC协议性能仿真分析
        3.6.2 TPO-MAC协议吞吐量上界仿真分析
    3.7 本章小结
第四章 基于马尔科夫链的认知无线网络饱和吞吐量分析
    4.1 引言
    4.2 相关工作
    4.3 基于二维马尔科夫链的吞吐量建模与分析
        4.3.1 虚拟退避过程
        4.3.2 传输概率
        4.3.3 冲突概率
        4.3.4 平均时隙长度
        4.3.5 饱和吞吐量
    4.4 仿真结果与分析
        4.4.1 模型有效性验证
        4.4.2 竞争参数仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 研究总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3632294