發(fā)布時(shí)間：2017-09-06 01:16

  本文關(guān)鍵詞：認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜分配的最優(yōu)化研究

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【摘要】：飛速發(fā)展的無線電通信技術(shù)需要越來越多的頻譜資源,但是根據(jù)最近的研究報(bào)告指出,絕大部分已分配的頻譜資源存在著利用率嚴(yán)重低下的問題。而認(rèn)知無線電技術(shù)是緩解頻譜短缺和利用率低下問題的一個(gè)有效方法,它允許認(rèn)知用戶在不干擾授權(quán)用戶的情況下,伺機(jī)利用已分配的頻譜資源。在使用授權(quán)頻譜之前,認(rèn)知用戶首先要進(jìn)行頻譜感知,感知周圍環(huán)境中的空閑頻譜,然后調(diào)整它的操作參數(shù),有效使用檢測(cè)到的頻譜資源。因此在頻譜感知階段,系統(tǒng)需要決定每一個(gè)認(rèn)知用戶感知和利用哪些信道/頻譜。另外為了避免對(duì)授權(quán)用戶產(chǎn)生干擾,認(rèn)知用戶一旦檢測(cè)到授權(quán)用戶要重新使用頻譜時(shí),需要讓出信道,然后切換到其他的空閑信道來繼續(xù)其未完成的數(shù)據(jù)傳輸。這些就是認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜管理的問題。在本文中,主要通過研究頻譜感知和頻譜分配等問題來提高系統(tǒng)的性能,而對(duì)于頻譜管理中的其它問題,比如頻譜切換,我們會(huì)留在以后繼續(xù)研究。本文的研究結(jié)果表明,對(duì)于頻譜資源,如果進(jìn)行有效的管理,可以大大改善系統(tǒng)的性能和提高系統(tǒng)的吞吐量。在認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中,關(guān)于頻譜管理的一個(gè)基本問題是:怎樣合理地分配頻譜資源給非授權(quán)收發(fā)雙方進(jìn)行頻譜感知和利用。本文中考慮的頻譜分配問題更加接近實(shí)際的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而且更加通用。因?yàn)槲覀兯⒌哪Ｐ?考慮到授權(quán)信道和非授權(quán)收發(fā)雙方的不同特性。不同的信道有著不同的信道容量和空閑概率,同時(shí)不同的收發(fā)雙方也有著不同的地理位置,檢測(cè)閾值和接收的信噪比。為了最大化認(rèn)知用戶可獲得的吞吐量,本文在綜合考慮有效性約束條件、頻譜跨度約束條件和無干擾約束條件下,將頻譜分配問題建模為一個(gè)整數(shù)規(guī)劃問題。本文首先證明了這個(gè)問題是一個(gè)NP-complete問題,然后利用最近在理論計(jì)算機(jī)科學(xué)上的一個(gè)成果——隨機(jī)舍入算法(randomized rounding algorithm)進(jìn)行求解。這個(gè)算法將本文所建立的NP-complete問題分解為多個(gè)可以在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)求解的凸優(yōu)化問題,大大降低了問題的復(fù)雜度。本文的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所提出的算法能以一個(gè)很小的復(fù)雜度,獲得一個(gè)及其接近最優(yōu)解的頻譜分配結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：授權(quán)用戶 認(rèn)知用戶 頻譜分配 認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò) 隨機(jī)舍入算法
【學(xué)位授予單位】：閩南師范大學(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5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 認(rèn)知無線電概述11-18
• 1.2.1 認(rèn)知無線電的基本知識(shí)12-13
• 1.2.2 認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)13-15
• 1.2.3 認(rèn)知無線電的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容和組織結(jié)構(gòu)18-21
• 第2章 系統(tǒng)模型21-25
• 2.1 系統(tǒng)模型21-22
• 2.2 頻譜感知22-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 頻譜分配問題模型25-33
• 3.1 系統(tǒng)吞吐量27
• 3.2 有效頻譜分配的約束條件27-28
• 3.3 頻譜分配優(yōu)化模型28
• 3.4 DPA問題復(fù)雜度分析28-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 第4章 隨機(jī)舍入算法33-40
• 4.1 隨機(jī)舍入算法的分析過程33-36
• 4.2 DPA問題的近似算法36-39
• 4.3 本章小結(jié)39-40
• 第5章 仿真實(shí)驗(yàn)40-50
• 5.1 算法 4.2 有效性的評(píng)價(jià)41-44
• 5.2 參數(shù)0d對(duì)算法的影響分析44-48
• 5.3 頻譜分配結(jié)果48
• 5.4 復(fù)雜度分析48-49
• 5.5 本章小結(jié)49-50
• 第6章 論文的總結(jié)與展望50-52
• 6.1 論文的總結(jié)50
• 6.2 對(duì)今后工作的展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-61
• 致謝61-62
• 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬志W(wǎng)，

本文編號(hào)：801302