認知無線網(wǎng)絡中非理想頻譜檢測下的切換研究
本文關鍵詞:認知無線網(wǎng)絡中非理想頻譜檢測下的切換研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:認知無線電網(wǎng)絡中,頻譜切換為了保證授權用戶(主用戶)的服務質量,當主用戶重新使用授權頻段時,未授權用戶(次用戶)必須無條件地退出授權頻段。一方面,實際的頻譜檢測中不可避免地存在虛警和漏檢概率,導致頻譜切換無效,故而頻譜檢測的性能嚴重影響頻譜切換的效率。另一方面,非理想的頻譜檢測,可能會改變頻譜切換中次用戶的目標信道序列。不同的目標信道對頻譜切換的整體性能有非常大的影響。本文從非理想頻譜檢測下的頻譜切換和最優(yōu)目標信道選擇算法兩方面進行研究,具有非常重要的現(xiàn)實意義。針對次用戶在非理想頻譜檢測情況下出現(xiàn)頻譜切換不準確的問題,本文利用PRP(Preemptive Resume Priority)M/G/1排隊網(wǎng)絡模型描述頻譜切換的過程,提出一個具有錯誤數(shù)據(jù)重傳機制的頻譜切換算法。該算法在漏檢和虛警概率的前提下,推導了次用戶頻譜切換時延的表達式。然后,通過傳輸時延和擴展數(shù)據(jù)傳輸時間兩個參數(shù)分析了算法的性能。最后,通過實驗仿真討論了漏檢概率與擴展數(shù)據(jù)傳輸時間和用戶流量負載的關系,定量分析了漏檢概率對次用戶擴展數(shù)據(jù)傳輸時間的影響,驗證了該算法的有效性。針對主動頻譜切換中預先確定的目標信道存在高失效風險,從而增加切換時延的問題,提出一種基于混合主被動頻譜切換的最優(yōu)目標信道選擇算法。該算法結合主動頻譜切換和被動頻譜切換的優(yōu)點,引入最小累積切換時延作為評價標準,綜合考慮次用戶的多次中斷、主用戶的到達率和非理想頻譜檢測對次用戶累積切換時延的影響,并詳細分析和推導了非理想檢測下次用戶的累積切換時延。仿真表明,相較于隨機目標信道選擇策略、主動和被動頻譜切換中的目標信道選擇策略,該算法能有效降低次用戶的累積切換時延。尤其是在信道狀態(tài)變化頻繁或業(yè)務量較大等極端情況下,該算法的性能優(yōu)勢尤為明顯。
【關鍵詞】:認知無線電 頻譜切換 信道選擇 非理想檢測 排隊論
【學位授予單位】:重慶郵電大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TN925
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第1章 緒論8-14
- 1.1 認知無線電技術的發(fā)展背景8-9
- 1.2 選題背景與意義9-10
- 1.3 認知頻譜切換的關鍵技術10-12
- 1.4 論文研究內(nèi)容以及章節(jié)安排12-14
- 第2章 認知無線電中頻譜切換算法綜述14-23
- 2.1 頻譜切換的產(chǎn)生14-15
- 2.2 頻譜切換的過程與抽象方法15-17
- 2.2.1 頻譜切換的過程簡述15-16
- 2.2.2 頻譜切換的抽象方法16-17
- 2.3 代表性的頻譜切換算法及其分析17-22
- 2.3.1 基于概率論的頻譜切換算法17-18
- 2.3.2 基于馬爾可夫過程的頻譜切換算法18-19
- 2.3.3 基于排隊論的頻譜切換算法19-20
- 2.3.4 基于模糊邏輯的頻譜切換算法20-21
- 2.3.5 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的頻譜切換算法21-22
- 2.4 本章小結22-23
- 第3章 非理想頻譜檢測下頻譜切換算法及分析23-42
- 3.1 引言23-24
- 3.2 具有錯誤數(shù)據(jù)重傳機制的頻譜切換算法24-27
- 3.3 頻譜切換算法性能參數(shù)定義27-28
- 3.4 SU的擴展數(shù)據(jù)傳輸時間28-34
- 3.4.1 傳輸時延分析28-33
- 3.4.2 擴展數(shù)據(jù)傳輸時間分析33-34
- 3.5 仿真結果與分析34-40
- 3.5.1 兩種頻譜檢測情況下的切換性能比較34-36
- 3.5.2 主次用戶的業(yè)務量和漏檢概率對SU性能的影響36-39
- 3.5.3 接收端接收到正確數(shù)據(jù)的概率比較39-40
- 3.6 本章小結40-42
- 第4章 基于混合頻譜切換的最優(yōu)目標信道選擇算法42-61
- 4.1 引言42-43
- 4.2 基于混合頻譜切換的網(wǎng)絡場景和問題假設43-46
- 4.3 基于混合頻譜切換的累積時延分析46-51
- 4.3.1 理想檢測中的累積時延分析46-49
- 4.3.2 非理想檢測中的時延分析49-51
- 4.4 基于混合頻譜切換的最優(yōu)目標信道選擇算法51-53
- 4.5 仿真分析53-60
- 4.5.1 理想檢測下SU的累積切換時延分析54-55
- 4.5.2 PU的到達率對SU累積切換時延的影響55-57
- 4.5.3 虛警和漏檢概率對SU累積切換時延的影響57-58
- 4.5.4 信道的阻塞概率分析58-60
- 4.6 本章小結60-61
- 第5章 總結與展望61-63
- 5.1 全文總結61-62
- 5.2 未來展望62-63
- 參考文獻63-70
- 致謝70-72
- 攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果72
【參考文獻】
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本文編號:289607
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