本文關(guān)鍵詞：基于頻譜預(yù)測的認知無線電混合頻譜切換策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線頻譜是一種無線通信中的寶貴資源。隨著無線通信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的靜態(tài)頻譜分配方式已經(jīng)無法滿足用戶逐步增長的通信需求,由此,使用動態(tài)、高效的頻譜分配方案是非常有必要的。認知無線電技術(shù)允許認知用戶動態(tài)地占用環(huán)境中的空閑頻譜,可以大大地提高頻譜利用率,因而被認為是解決頻譜資源緊缺問題的新技術(shù)之一。由于授權(quán)用戶是頻譜資源的購買者,所以其通信質(zhì)量必須得到保障。認知用戶臨時接入到頻譜空穴進行通信,一旦發(fā)覺授權(quán)用戶再次返回到正在被占用的信道,不論何時何地,認知用戶必須馬上退出頻譜,保證不對授權(quán)用戶的數(shù)據(jù)傳輸造成干擾。在這種情況下,認知用戶為了保證自身的通信能夠連續(xù)進行,就必須找到其它的可用頻譜資源,并且快速、平滑地切換到可以進行通信的信道中。然而,在實際的無線通信環(huán)境中,授權(quán)用戶的業(yè)務(wù)到達具有隨機性,授權(quán)用戶和認知用戶之間的相互影響難以避免,認知用戶隨時都面臨著難以預(yù)測的傳輸中斷。為了減少授權(quán)用戶和認知用戶間的碰撞,保護用戶的業(yè)務(wù)需求,本文在由主用戶返回授權(quán)頻段通信引起認知用戶切換的這一種場景下,針對頻譜切換過程中目標信道選擇機制和切換時機判別這兩個方面的問題進行了相關(guān)的研究。頻譜切換作為認知無線電的一項關(guān)鍵技術(shù),一經(jīng)提出就在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界中引起廣泛關(guān)注。本文首先對認知無線電頻譜切換技術(shù)的相關(guān)概念進行了簡單介紹。然后,對認知節(jié)點的工作模式進行了說明,并且根據(jù)觀測授權(quán)用戶的活動特性,建立了信道使用狀態(tài)的ON-OFF模型。對現(xiàn)有的信道可用時長預(yù)測算法進行了改進,提出了基于信道可用時長預(yù)測的兩種頻譜切換策略。通過仿真分析,驗證了與傳統(tǒng)的隨機被動切換策略相比較,這種基于信道可用時長預(yù)測的主動切換策略能夠大大降低認知用戶和授權(quán)用戶之間的碰撞概率,驗證了切換策略的有效性。為了能對認知用戶頻譜切換的次數(shù)進行合理控制,本文通過群體智能系統(tǒng)的任務(wù)分配閾值模型與分布式網(wǎng)絡(luò)頻譜選擇進行類比分析,將信道可用時長估計算法與群體智能閾值模型算法相結(jié)合,提出了更適用于分布式認知網(wǎng)絡(luò)的基于預(yù)測的混合頻譜切換策略,實現(xiàn)了不同用戶按照需求動態(tài)進行頻譜切換決策。通過對多種切換策略的仿真對比分析,證明了本文所提出的混合頻譜切換方案在減少碰撞概率的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了對認知用戶切換次數(shù)進行合理控制,減少了認知用戶通信的總時長。
【關(guān)鍵詞】：認知無線電 混合頻譜切換策略 頻譜預(yù)測 群體智能 任務(wù)分配
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 頻譜切換技術(shù)研究的背景及意義10-12
• 1.2 頻譜切換技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排13-16
• 1.3.1 本文主要研究內(nèi)容13-14
• 1.3.2 結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第2章 認知無線電頻譜切換技術(shù)研究16-30
• 2.1 認知無線電技術(shù)16-21
• 2.1.1 認知無線電概述16-17
• 2.1.2 認知無線電網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)17-19
• 2.1.3 認知無線電關(guān)鍵技術(shù)19-21
• 2.2 認知無線電中的頻譜切換21-24
• 2.2.1 頻譜切換技術(shù)概念21-22
• 2.2.2 頻譜切換場景22-23
• 2.2.3 主要性能指標23-24
• 2.3 頻譜切換的關(guān)鍵技術(shù)及策略流程24-28
• 2.3.1 頻譜切換的關(guān)鍵技術(shù)24-27
• 2.3.2 頻譜切換的策略27-28
• 2.3.3 頻譜切換的流程28
• 2.4 小結(jié)28-30
• 第3章 基于信道可用時長預(yù)測的切換策略30-42
• 3.1 分析模型30-32
• 3.1.1 認知用戶工作模式30-31
• 3.1.2 信道模型31-32
• 3.2 基于信道可用時長預(yù)測的切換方案32-37
• 3.2.1 算法分析32-35
• 3.2.2 基于信道可用時長預(yù)測的切換方案35-37
• 3.3 仿真分析37-40
• 3.3.1 系統(tǒng)場景37
• 3.3.2 隨機被動切換方案37-38
• 3.3.3 仿真結(jié)果分析38-40
• 3.4 小結(jié)40-42
• 第4章 基于頻譜預(yù)測的混合切換策略42-56
• 4.1 群體智能42-44
• 4.1.1 群體智能42-43
• 4.1.2 群體智能與分布式認知網(wǎng)絡(luò)43-44
• 4.2 基于信道選擇概率的頻譜選擇算法44-47
• 4.2.1 群體智能系統(tǒng)任務(wù)分配閾值模型44-46
• 4.2.2 頻譜選擇算法46-47
• 4.3 基于選擇概率預(yù)測混合頻譜切換策略47-50
• 4.3.1 切換關(guān)鍵問題47-48
• 4.3.2 基于預(yù)測的頻譜切換方案48-50
• 4.4 仿真分析50-54
• 4.4.1 仿真場景50
• 4.4.2 仿真分析50-54
• 4.5 小結(jié)54-56
• 第5章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 全文總結(jié)56-57
• 5.2 研究展望57-58
• 參考文獻58-64
• 作者簡介及科研成果64-66
• 致謝66

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