【摘要】：在頻譜利用中,可利用的頻譜和性能較好的頻譜,是有限的,并已有固定的分配,而對(duì)頻譜的需求卻在不斷的增長。另一方面,現(xiàn)有頻譜利用率并不是很高。因此,在認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中,授權(quán)用戶不使用頻譜時(shí),即信道空閑時(shí),認(rèn)知用戶在不影響授權(quán)用戶性能的基礎(chǔ)上,利用空閑頻譜進(jìn)行通信,來提高頻譜的利用率。在基于感知信息不準(zhǔn)確的分布式主動(dòng)頻譜切換算法中,認(rèn)知用戶之間不需要交互時(shí)鐘同步和頻譜切換信息,利用信道的三個(gè)狀態(tài)來確定信道狀態(tài)。利用虛警、漏檢、錯(cuò)檢概率對(duì)信道狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率進(jìn)行修正,糾正了感知信息不準(zhǔn)確的情況,能夠有效地提高認(rèn)知用戶對(duì)未來信道占用狀況預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。通過此算法,選擇出最優(yōu)的信道進(jìn)行通信,降低認(rèn)知用戶在頻譜切換過程中的被動(dòng)切換次數(shù)和沖突次數(shù)。與集中式主動(dòng)頻譜切換相比,也減少了計(jì)算復(fù)雜度等附加開銷。在基于頻譜聚合的分布式主動(dòng)頻譜切換算法中,通過感知整個(gè)頻譜信道狀態(tài)及信道狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣,預(yù)測(cè)下一時(shí)隙信道各個(gè)狀態(tài)的概率,選出最優(yōu)的聚合區(qū)域及聚合區(qū)域內(nèi)最優(yōu)的滿足頻譜需求的信道,達(dá)到聚合區(qū)域被動(dòng)切換次數(shù)最少的目標(biāo)。同時(shí),聚合區(qū)域主動(dòng)切換次數(shù)、聚合區(qū)域總的切換次數(shù)、信道接入及通信過程中的沖突次數(shù)等性能都有較好的改進(jìn)。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):在分布式主動(dòng)頻譜切換條件下,不需要在認(rèn)知用戶之間交互時(shí)鐘同步和頻譜切換信息,通過將信道狀態(tài)由原先的兩個(gè)狀態(tài)變?yōu)槿齻�(gè)狀態(tài),加入了對(duì)其他認(rèn)知用戶的感知。不僅考慮了認(rèn)知用戶和授權(quán)用戶之間的沖突,也考慮了認(rèn)知用戶之間的沖突。同時(shí)利用感知信道錯(cuò)誤概率對(duì)信道狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率進(jìn)行修正,糾正了感知信息不準(zhǔn)確的情況。在此模型的基礎(chǔ)上,我們提出了兩種算法:基于感知信息不準(zhǔn)確的分布式主動(dòng)頻譜切換算法和基于頻譜聚合技術(shù)的分布式主動(dòng)頻譜切換算法。
[Abstract]:In spectrum utilization, the available spectrum and the spectrum with good performance are limited and have fixed allocation, but the demand for spectrum is increasing. On the other hand, the existing spectrum efficiency is not very high. Therefore, in cognitive wireless networks, when authorized users do not use spectrum, that is, when the channel is idle, cognitive users use idle spectrum to communicate without affecting the performance of authorized users to improve the utilization of spectrum. In the distributed active spectrum switching algorithm based on inaccurate perceptual information, the interactive clock synchronization and spectrum switching information are not needed between cognitive users, and the three states of the channel are used to determine the channel state. The false alarm, missed detection and error detection probability are used to correct the channel state transition probability, which corrects the inaccurate perceptual information and can effectively improve the accuracy of cognitive users' prediction of channel occupation in the future. Through this algorithm, the optimal channel is selected to communicate, and the passive switching times and collision times of cognitive users in the process of spectrum switching are reduced. Compared with centralized active spectrum switching, it also reduces the additional overhead such as computational complexity. In the distributed active spectrum switching algorithm based on spectrum aggregation, the probability of each state of the next slot channel is predicted by sensing the whole spectrum channel state and the channel state transition probability matrix. The optimal aggregation region and the optimal channel to meet the spectrum requirements in the aggregation region are selected to achieve the goal of minimum passive switching times in the aggregation region. At the same time, the performance of active switching times in aggregation area, total switching times in aggregation area, conflict times in channel access and communication process has been improved. The main innovation of this paper is that under the condition of distributed active spectrum switching, there is no need for interactive clock synchronization and spectrum switching information between cognitive users, by changing the channel state from the original two states to three states. A perception of other cognitive users has been added. Not only the conflict between cognitive users and authorized users is considered, but also the conflict between cognitive users is considered. At the same time, the channel state transition probability is corrected by using the perceived channel error probability, and the inaccurate perceptual information is corrected. On the basis of this model, we propose two algorithms: distributed active spectrum switching algorithm based on inaccurate perceptual information and distributed active spectrum switching algorithm based on spectrum aggregation technology.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN925

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本文編號(hào)：2474435