本文關(guān)鍵詞：認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)動態(tài)頻譜接入研究

  更多相關(guān)文章： 認(rèn)知無線電 動態(tài)頻譜接入 POMDP 信道選擇策略 頻譜特征

【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,無線通信系統(tǒng)需要更多的頻譜用以滿足不同的應(yīng)用需求,頻譜資源緊缺的問題變得日益嚴(yán)峻。研究表明：傳統(tǒng)的靜態(tài)頻譜使用策略下幾乎所有可分配的頻譜資源都已被占用。頻譜資源緊缺性與服務(wù)需求的增長之間的矛盾制約著無線通信行業(yè)的發(fā)展。然而與頻譜資源緊缺形成鮮明對比的是,現(xiàn)有的授權(quán)頻譜并未得以充分利用,頻譜機(jī)會普遍存在。為了更充分地利用現(xiàn)有的授權(quán)頻譜,一些學(xué)者提出了認(rèn)知無線電(CR, Cognitive Radio)的概念,它是一種新型自適應(yīng)的智能無線通信系統(tǒng),可以有效提高頻譜的使用效率。其中,頻譜接入作為認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。在認(rèn)知無線電動態(tài)頻譜接入技術(shù)深入研究的過程中,機(jī)會式頻譜接入中的頻譜預(yù)測算法倍受關(guān)注。在公共控制信道較難獲得的情況下,基于部分可觀察馬爾科夫決策過程的頻譜預(yù)測算法,可以顯著的提高系統(tǒng)的頻譜使用效率。因此,本論文著重研究了基于部分可觀察馬爾科夫模型的頻譜預(yù)測接入算法。本論文主要研究內(nèi)容如下：認(rèn)知無線電動態(tài)頻譜接入技術(shù)中基于部分可觀察馬爾科夫決策過程(POMDP, Partially Observable Markov Decision Process)模型的頻譜預(yù)測接入算法,主要包括基于POMDP的最優(yōu)策略,平衡系統(tǒng)性能和計算量的POMDP次優(yōu)策略,以及多認(rèn)知用戶POMDP接入算法�，F(xiàn)有基于POMDP的頻譜預(yù)測算法中,由于缺少公共控制信道,導(dǎo)致現(xiàn)有算法在多認(rèn)知用戶的情況下性能較差。為了解決這種問題,本文考慮POMDP預(yù)測收益和認(rèn)知用戶間碰撞率兩方面的因素,采用均衡的混合信道選擇策略。通過理論和仿真驗證了模型建立的可行性,并對系統(tǒng)的吞吐量、頻譜利用率以及碰撞率進(jìn)行了對比分析。認(rèn)知無線電動態(tài)頻譜接入技術(shù)中可通過綜合考慮頻譜使用和信道容量兩個方面的頻譜特征,來實現(xiàn)頻譜使用效率的提高。在頻譜使用特征方面運用POMDP模型進(jìn)行預(yù)測,可以有效地獲得授權(quán)用戶的頻譜占用情況。在信道容量方面通過適量選擇原則,能夠?qū)崿F(xiàn)不同認(rèn)知用戶對信道容量的不同需要。文中通過融合頻譜使用特征和信道容量特征的接入策略,對認(rèn)知無線電動態(tài)頻譜接入進(jìn)行建模分析。通過理論和仿真證明了,融合接入策略使認(rèn)知用戶間在沒有交換信息的情況下,可選擇收益最優(yōu)的信道接入,同時又能夠滿足認(rèn)知系統(tǒng)對于信道容量的需求。
【關(guān)鍵詞】：認(rèn)知無線電 動態(tài)頻譜接入 POMDP 信道選擇策略 頻譜特征
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 認(rèn)知無線電的研究背景和意義8-9
• 1.2 認(rèn)知無線電的產(chǎn)生9-10
• 1.3 認(rèn)知無線電的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 認(rèn)知無線電動態(tài)頻譜接入技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)安排12-13
• 1.6 章節(jié)小結(jié)13-14
• 第二章 認(rèn)知無線電技術(shù)與頻譜接入14-25
• 2.1 認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)14-16
• 2.2 認(rèn)知無線電的頻譜接入技術(shù)16-24
• 2.2.1 頻譜接入技術(shù)分類16-19
• 2.2.2 機(jī)會式頻譜接入19-21
• 2.2.3 基于預(yù)測的動態(tài)頻譜接入技術(shù)21-24
• 2.3 章節(jié)小結(jié)24-25
• 第三章 基于POMDP預(yù)測的動態(tài)頻譜接入策略25-42
• 3.1 引言25
• 3.2 馬爾可夫決策基礎(chǔ)理論25-28
• 3.2.1 馬爾可夫決策理論25-27
• 3.2.2 部分可觀察馬爾可夫決策理論27-28
• 3.3 認(rèn)知無線電系統(tǒng)模型28-30
• 3.3.1 授權(quán)系統(tǒng)模型28-29
• 3.3.2 認(rèn)知系統(tǒng)模型29-30
• 3.4 POMDP預(yù)測模型接入策略30-33
• 3.4.1 POMDP模型參數(shù)30-31
• 3.4.2 POMDP預(yù)測接入算法描述31-33
• 3.5 均衡的混合信道接入策略33-36
• 3.5.1 信道選擇概率33
• 3.5.2 信道選擇概率的取值33-34
• 3.5.3 均衡的混合信道接入算法34-36
• 3.6 仿真結(jié)果與分析36-41
• 3.6.1 偏差因子仿真37
• 3.6.2 對比仿真37-41
• 3.7 章節(jié)小結(jié)41-42
• 第四章 認(rèn)知用戶基于頻譜特征的動態(tài)頻譜接入策略42-58
• 4.1 引言42
• 4.2 認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的頻譜特征42-43
• 4.3 頻譜的使用特征43-47
• 4.3.1 頻譜使用特征的影響因素43-44
• 4.3.2 頻譜使用特征的測量方法44-45
• 4.3.3 基于頻譜使用特征接入算法45-47
• 4.4 信道容量特征47-51
• 4.4.1 信道容量的影響因素47-50
• 4.4.2 信道容量理論值50-51
• 4.5 基于頻譜特征的融合接入算法51-52
• 4.5.1 融合接入算法51
• 4.5.2 算法步驟和流程圖51-52
• 4.6 仿真結(jié)果及其分析52-56
• 4.6.1 吞吐量仿真53
• 4.6.2 碰撞率仿真53-55
• 4.6.3 信道利用率仿真55-56
• 4.7 章節(jié)小結(jié)56-58
• 第五章 主要結(jié)論與展望58-60
• 5.1 主要結(jié)論58
• 5.2 展望58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 附錄：作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文64

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳易;張杭;胡航;;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作頻譜感知技術(shù)[J];計算機(jī)科學(xué);2015年02期

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本文編號：969608