發(fā)布時間：2017-07-07 16:10

  本文關鍵詞：基于非理想感知的多信道動態(tài)頻譜分配策略及性能研究

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【摘要】：隨著無線電通信的高速發(fā)展,頻譜資源緊缺的問題日益突出。認知無線電網絡通過對授權頻譜進行“二次利用”,可有效提高頻譜資源利用率。本文基于集中式認知無線電網絡多信道頻譜環(huán)境,考慮非理想感知結果,進行動態(tài)頻譜分配策略研究、性能分析及系統(tǒng)優(yōu)化。首先,針對授權用戶和認知用戶的不同業(yè)務需求,提出一個對授權用戶進行信道綁定而認知用戶進行并行傳輸的CB/PT(Channel Bonding or Parallel Transmission)動態(tài)頻譜分配策略�？紤]可能出現(xiàn)的感知錯誤,建立一種帶有多服務臺同步中斷的修正的搶占優(yōu)先排隊模型。采用矩陣幾何解方法進行穩(wěn)態(tài)解析,給出授權用戶數據包干擾率、信道利用率及認知用戶數據包平均時延等性能指標表達式。其次,在CB/PT策略基礎上,以進一步提高認知用戶的傳輸質量為目的,為認知用戶數據包設置預留信道,提出一種結合信道綁定機制和信道預留機制于一體的CB-CR(Channel Bonding and Channel Reservation)動態(tài)頻譜分配策略。結合非理想感知結果,建立三維Markov模型。利用矩陣幾何解方法給出穩(wěn)態(tài)解,給出授權用戶數據包干擾率、認知用戶數據包平均時延及認知用戶數據包吞吐量等性能指標表達式。然后,針對所建立的系統(tǒng)模型給出率陣R和穩(wěn)態(tài)分布的數學解析算法;針對CB/PT策略和CB-CR策略給出性能指標的仿真統(tǒng)計算法。利用數值分析結果和蒙特卡羅仿真統(tǒng)計結果,刻畫頻譜容量和預留信道數對系統(tǒng)性能指標的影響,定量評估非理想感知條件下CB/PT策略和CB-CR策略的系統(tǒng)性能。最后,針對CB/PT策略,基于不同性能指標間的折衷關系,建立系統(tǒng)成本函數,給出頻譜容量的優(yōu)化方案。針對CB-CR策略,分析認知用戶的個人最優(yōu)行為和策略的社會最優(yōu)行為,對認知用戶給出收費方案,實現(xiàn)策略的社會最優(yōu)。
【關鍵詞】：認知無線電網絡 頻譜分配 多信道 信道綁定 信道預留 非理想感知 系統(tǒng)優(yōu)化
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 主要的研究內容14
• 1.4 論文組織結構14-16
• 第2章 相關知識16-22
• 2.1 認知無線電網絡概述16-19
• 2.1.1 認知無線電16
• 2.1.2 認知無線電網絡16-18
• 2.1.3 頻譜感知18
• 2.1.4 動態(tài)頻譜分配18-19
• 2.2 排隊論和博弈論相關介紹19-21
• 2.2.1 排隊論概述19-20
• 2.2.2 排隊系統(tǒng)的組成、符號表示及性能指標20
• 2.2.3 博弈論概述20-21
• 2.2.4 納什均衡和社會最優(yōu)21
• 2.3 本章小結21-22
• 第3章 非理想感知下CB/PT策略及性能研究22-36
• 3.1 CB/PT策略下的信道分配機制及用戶活動22-23
• 3.2 模型的建立及穩(wěn)態(tài)解析23-28
• 3.2.1 多服務臺同步中斷的修正的搶占優(yōu)先排隊模型23-24
• 3.2.2 轉移概率分析24-27
• 3.2.3 基于矩陣幾何解的穩(wěn)態(tài)解析27-28
• 3.3 非理想感知下CB/PT策略的性能指標28-29
• 3.4 非理想感知下CB/PT策略的系統(tǒng)實驗29-35
• 3.4.1 數值分析算法29-31
• 3.4.2 仿真統(tǒng)計算法31-32
• 3.4.3 實驗結果分析32-35
• 3.5 本章小結35-36
• 第4章 非理想感知下CB-CR策略及性能研究36-53
• 4.1 CB-CR策略下的信道分配機制及用戶活動36-37
• 4.2 模型的建立及穩(wěn)態(tài)解析37-44
• 4.2.1 三維Markov排隊模型37-38
• 4.2.2 轉移概率分析及穩(wěn)態(tài)解析38-44
• 4.3 非理想感知下CB-CR策略的性能指標44-45
• 4.4 非理想感知下CB-CR策略的系統(tǒng)實驗45-52
• 4.4.1 數值分析算法45-47
• 4.4.2 仿真統(tǒng)計算法47-48
• 4.4.3 實驗結果分析48-52
• 4.5 本章小結52-53
• 第5章 系統(tǒng)優(yōu)化53-58
• 5.1 非理想感知下CB/PT策略的頻譜容量優(yōu)化53-54
• 5.2 非理想感知下CB-CR策略的社會最優(yōu)54-57
• 5.3 本章小結57-58
• 結論58-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果63-64
• 致謝64

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