認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道接入?yún)f(xié)議設(shè)計(jì)與建模研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-19 05:19
近年來(lái),隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)于頻譜資源的需求越來(lái)越大。然而美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)的調(diào)查顯示,人類(lèi)對(duì)于頻譜資源的利用存在嚴(yán)重的分配不均現(xiàn)象。未來(lái),頻譜資源短缺必將成為制約無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展的瓶頸之一。認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為一種高效的頻譜資源再分配方式應(yīng)運(yùn)而生。其核心思想是,具有認(rèn)知功能的系統(tǒng),通過(guò)感知頻域、時(shí)域空間的頻譜環(huán)境,尋找已授權(quán)但未被使用的空閑頻段,在不對(duì)授權(quán)頻段用戶(hù)正常通信造成干擾的條件下,實(shí)現(xiàn)頻譜資源的共用,提高頻譜資源利用率。如何針對(duì)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的非授權(quán)用戶(hù)和授權(quán)用戶(hù),設(shè)計(jì)合理高效的信道接入?yún)f(xié)議,并對(duì)其性能進(jìn)行建模和分析,一直是相關(guān)領(lǐng)域的難點(diǎn)問(wèn)題。本文的研究工作即圍繞上述問(wèn)題展開(kāi),主要?jiǎng)?chuàng)新性工作包括:(1)在傳統(tǒng)的基于公共控制信道的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道接入?yún)f(xié)議的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種基于主用戶(hù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)分類(lèi)的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道接入?yún)f(xié)議,并分析了該協(xié)議下的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)吞吐量上界,為協(xié)議參數(shù)設(shè)置提供理論指導(dǎo)。該協(xié)議將授權(quán)頻段用戶(hù)記為主用戶(hù),將非授權(quán)頻段用戶(hù)記為認(rèn)知用戶(hù)。協(xié)議可分為競(jìng)爭(zhēng)階段,信道預(yù)約階段和數(shù)據(jù)傳輸階段。競(jìng)爭(zhēng)階段主要是認(rèn)知用戶(hù)用來(lái)競(jìng)爭(zhēng)授權(quán)信道使用權(quán)...
【文章來(lái)源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)
1.1.2 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道接入技術(shù)
1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況
1.3 本文研究思路及意義
1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道接入?yún)f(xié)議的演化與發(fā)展
2.1 引言
2.2 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議分類(lèi)
2.3 集中式認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
2.3.1 基于CSMA的隨機(jī)接入式MAC協(xié)議
2.3.2 時(shí)隙分配式MAC協(xié)議—IEEE802.22
2.3.3 基于博弈論的混合接入式MAC協(xié)議
2.4 分布式認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
2.4.1 基于頻譜自適應(yīng)的隨機(jī)接入式MAC協(xié)議
2.4.2 基于鏈路聚合的時(shí)隙分配式MAC協(xié)議
2.4.3 基于時(shí)間同步的混合接入式MAC協(xié)議
2.5 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議QOS保障不足分析
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于公共控制信道的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道接入?yún)f(xié)議設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)分析
3.2.1 多信道隱終端問(wèn)題
3.2.2 頻譜感知
3.2.3 頻譜分配
3.2.4 頻譜切換
3.2.5 頻譜共享
3.3 TPO-MAC協(xié)議假設(shè)條件
3.3.1 系統(tǒng)模型
3.3.2 主用戶(hù)信道使用模型
3.3.3 頻譜感知策略
3.4 TPO-MAC協(xié)議工作流程
3.4.1 競(jìng)爭(zhēng)階段
3.4.2 信道預(yù)約階段
3.4.3 數(shù)據(jù)傳輸階段
3.4.4 TPO-MAC協(xié)議幀結(jié)構(gòu)
3.5 TPO-MAC協(xié)議吞吐量上界分析
3.6 仿真結(jié)果與分析
3.6.1 TPO-MAC協(xié)議性能仿真分析
3.6.2 TPO-MAC協(xié)議吞吐量上界仿真分析
3.7 本章小結(jié)
第四章 基于馬爾科夫鏈的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)飽和吞吐量分析
4.1 引言
4.2 相關(guān)工作
4.3 基于二維馬爾科夫鏈的吞吐量建模與分析
4.3.1 虛擬退避過(guò)程
4.3.2 傳輸概率
4.3.3 沖突概率
4.3.4 平均時(shí)隙長(zhǎng)度
4.3.5 飽和吞吐量
4.4 仿真結(jié)果與分析
4.4.1 模型有效性驗(yàn)證
4.4.2 競(jìng)爭(zhēng)參數(shù)仿真分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 研究總結(jié)
5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
本文編號(hào):3632294
【文章來(lái)源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)
1.1.2 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道接入技術(shù)
1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況
1.3 本文研究思路及意義
1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道接入?yún)f(xié)議的演化與發(fā)展
2.1 引言
2.2 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議分類(lèi)
2.3 集中式認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
2.3.1 基于CSMA的隨機(jī)接入式MAC協(xié)議
2.3.2 時(shí)隙分配式MAC協(xié)議—IEEE802.22
2.3.3 基于博弈論的混合接入式MAC協(xié)議
2.4 分布式認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
2.4.1 基于頻譜自適應(yīng)的隨機(jī)接入式MAC協(xié)議
2.4.2 基于鏈路聚合的時(shí)隙分配式MAC協(xié)議
2.4.3 基于時(shí)間同步的混合接入式MAC協(xié)議
2.5 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議QOS保障不足分析
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于公共控制信道的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道接入?yún)f(xié)議設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)分析
3.2.1 多信道隱終端問(wèn)題
3.2.2 頻譜感知
3.2.3 頻譜分配
3.2.4 頻譜切換
3.2.5 頻譜共享
3.3 TPO-MAC協(xié)議假設(shè)條件
3.3.1 系統(tǒng)模型
3.3.2 主用戶(hù)信道使用模型
3.3.3 頻譜感知策略
3.4 TPO-MAC協(xié)議工作流程
3.4.1 競(jìng)爭(zhēng)階段
3.4.2 信道預(yù)約階段
3.4.3 數(shù)據(jù)傳輸階段
3.4.4 TPO-MAC協(xié)議幀結(jié)構(gòu)
3.5 TPO-MAC協(xié)議吞吐量上界分析
3.6 仿真結(jié)果與分析
3.6.1 TPO-MAC協(xié)議性能仿真分析
3.6.2 TPO-MAC協(xié)議吞吐量上界仿真分析
3.7 本章小結(jié)
第四章 基于馬爾科夫鏈的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)飽和吞吐量分析
4.1 引言
4.2 相關(guān)工作
4.3 基于二維馬爾科夫鏈的吞吐量建模與分析
4.3.1 虛擬退避過(guò)程
4.3.2 傳輸概率
4.3.3 沖突概率
4.3.4 平均時(shí)隙長(zhǎng)度
4.3.5 飽和吞吐量
4.4 仿真結(jié)果與分析
4.4.1 模型有效性驗(yàn)證
4.4.2 競(jìng)爭(zhēng)參數(shù)仿真分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 研究總結(jié)
5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
本文編號(hào):3632294
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