本文關(guān)鍵詞：基于圖著色理論的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)頻譜分配算法研究

  更多相關(guān)文章： 頻譜分配 圖著色理論 系統(tǒng)效益值 時(shí)間開(kāi)銷

【摘要】：在目前應(yīng)用較廣泛的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中,多數(shù)采取了固定的頻譜分配方式。在這種分配方式下,可用頻譜被分為授權(quán)頻譜和非授權(quán)頻譜。根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(Federal Communications Commission,FCC)的研究結(jié)果顯示,隨著時(shí)間和空間的變化,固定分配模式下授權(quán)頻譜資源的利用率僅為15%~85%,因此對(duì)頻譜的高效分配已經(jīng)成為重要的研究課題。本文分別針對(duì)效益值和時(shí)間開(kāi)銷建立了認(rèn)知無(wú)線電頻譜分配模型,根據(jù)效益、距離、頻段等參數(shù)選擇性地接入認(rèn)知用戶,盡可能使更多認(rèn)知用戶接入到授權(quán)頻譜中,提高頻譜的利用率。本文的主要研究工作如下:(1)介紹了認(rèn)知無(wú)線電、認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)以及認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的概念。詳細(xì)描述了認(rèn)知無(wú)線電的認(rèn)知原理和認(rèn)知過(guò)程、認(rèn)知無(wú)線電頻譜分配的原理和多種分配技術(shù),以及這些技術(shù)之間的異同,重點(diǎn)介紹了認(rèn)知無(wú)線電頻譜分配的主要三種類型:圖著色理論、博弈論理論和拍賣理論。(2)建立了基于圖著色理論的最小時(shí)間開(kāi)銷頻譜分配算法�，F(xiàn)有對(duì)認(rèn)知無(wú)線電頻譜分配的研究中,都是假設(shè)在已經(jīng)滿足頻段和安全距離的前提下進(jìn)行的,不需要對(duì)認(rèn)知用戶進(jìn)行距離的判斷和頻段的篩選。而本文在算法中加入了頻段和安全距離的判斷,進(jìn)一步完善了認(rèn)知無(wú)線電頻譜分配的過(guò)程。通過(guò)給每一認(rèn)知用戶授予編號(hào),且編號(hào)固定,在更新認(rèn)知用戶的可用矩陣時(shí),根據(jù)編號(hào)選取可用認(rèn)知用戶即可,而不必對(duì)不需要的用戶進(jìn)行刪除,節(jié)約了算法的時(shí)間開(kāi)銷。(3)建立了基于圖著色理論的改進(jìn)最大效益頻譜分配算法。對(duì)比算法MUAA中采用了先分配信道再分配用戶的方法。而本文在頻譜分配的過(guò)程中同時(shí)分配用戶和信道這兩個(gè)參數(shù)。在無(wú)干擾頻譜分配矩陣中搜索效益最大的認(rèn)知用戶優(yōu)先進(jìn)行頻譜分配,然后對(duì)該信道中可能對(duì)該認(rèn)知用戶產(chǎn)生干擾的用戶進(jìn)行處理,使得信道能自然避開(kāi)這些與已接入的認(rèn)知用戶產(chǎn)生干擾的其他認(rèn)知用戶,然后搜索次大效益的認(rèn)知用戶,將其所在信道分配給次大效益的認(rèn)知用戶。該算法保證了每次分配都可以使系統(tǒng)效益最大化。通過(guò)仿真分析驗(yàn)證,基于圖著色理論的最小時(shí)間開(kāi)銷頻譜分配算法大幅度降低了頻譜分配的時(shí)間開(kāi)銷,提高了認(rèn)知用戶的接入率;而基于圖著色理論的改進(jìn)最大效益頻譜分配算法隨著用戶數(shù)目和頻譜數(shù)目的增加,系統(tǒng)效益總值的優(yōu)勢(shì)會(huì)越來(lái)越明顯。
【關(guān)鍵詞】：頻譜分配 圖著色理論 系統(tǒng)效益值 時(shí)間開(kāi)銷
【學(xué)位授予單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1. 引言8-18
• 1.1 選題的背景與意義8-9
• 1.1.1 選題背景8-9
• 1.1.2 選題意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 基于圖著色理論的動(dòng)態(tài)頻譜分配模型9-11
• 1.2.2 基于博弈理論的動(dòng)態(tài)頻譜分配模型11-13
• 1.2.3 基于拍賣理論的動(dòng)態(tài)頻譜分配模型13-14
• 1.2.4 國(guó)內(nèi)外研究綜述小結(jié)14-15
• 1.3 本文的研究思路及主要的研究?jī)?nèi)容15-18
• 1.3.1 研究思路15-16
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容16-18
• 2. 認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)及頻譜分配類型18-27
• 2.1 認(rèn)知無(wú)線電、認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)和認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)18-19
• 2.1.1 認(rèn)知無(wú)線電18
• 2.1.2 認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)18-19
• 2.1.3 認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)19
• 2.2 認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知過(guò)程19-22
• 2.2.1 認(rèn)知階段20
• 2.2.2 學(xué)習(xí)階段20-21
• 2.2.3 決策和調(diào)整階段21-22
• 2.3 認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)頻譜分配原理及分配技術(shù)的分類22-24
• 2.3.1 頻譜分配原理22
• 2.3.2 頻譜分配技術(shù)的分類22-24
• 2.4 基于圖著色理論的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)頻譜分配24-26
• 2.4.1 以最大化系統(tǒng)效益值為目標(biāo)25
• 2.4.2 以最大化系統(tǒng)接入量為目標(biāo)25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3. 基于最小時(shí)間開(kāi)銷的圖著色頻譜分配算法27-38
• 3.1 問(wèn)題描述27-28
• 3.2 算法描述28-32
• 3.2.1 最小時(shí)間開(kāi)銷頻譜分配算法的分配原則29
• 3.2.2 最小時(shí)間開(kāi)銷頻譜分配算法的分配目標(biāo)29
• 3.2.3 算法描述29-32
• 3.3 仿真結(jié)果與分析32-37
• 3.3.1 時(shí)間開(kāi)銷32-34
• 3.3.2 最大平均效益34-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4. 基于最大效益的圖著色頻譜分配算法38-47
• 4.1 問(wèn)題描述38-39
• 4.2 算法描述39-41
• 4.2.1 改進(jìn)的最大效益頻譜分配算法的分配原則40
• 4.2.2 改進(jìn)的最大效益頻譜分配算法的分配目標(biāo)40
• 4.2.3 算法描述40-41
• 4.3 仿真結(jié)果與分析41-46
• 4.3.1 最大效益總和42-44
• 4.3.2 時(shí)間開(kāi)銷44-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 5. 創(chuàng)新點(diǎn)及進(jìn)一步研究方向47-49
• 5.1 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新性成果47
• 5.2 進(jìn)一步研究方向47-49
• 參考文獻(xiàn)49-52
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況52-53
• 致謝53

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