認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜切換的研究.pdf

1、靜態(tài)頻譜分配體制導(dǎo)致的頻譜利用率低下，已成為無線通信發(fā)展和應(yīng)用的主要障礙之一，認(rèn)知無線電作為一種智能的共享頻譜技術(shù)，通過挖掘時(shí)域、頻域和空域未充分利用的資源，可以緩解頻譜資源緊張，有效提高頻譜利用率。論文依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于認(rèn)知無線電的網(wǎng)格網(wǎng)拓?fù)涔芾?、MAC機(jī)制和自適應(yīng)資源分配策略研究”，針對(duì)認(rèn)知無線電中的頻譜切換技術(shù)開展分析和研究，主要研究內(nèi)容包括頻譜切換的理論分析模型和多屬性頻譜切換機(jī)制。
　　1）總結(jié)介紹認(rèn)知無線電

2、的研究背景、基本概念、關(guān)鍵技術(shù)和研究現(xiàn)狀；分析認(rèn)知無線電環(huán)境下頻譜切換的需求、概念、觸發(fā)場景以及當(dāng)前典型的頻譜切換機(jī)制、關(guān)鍵技術(shù)、頻譜切換流程和存在的主要問題。
　　2）針對(duì)頻譜切換的理論分析模型進(jìn)行分析和研究。在多信道和有限用戶數(shù)的認(rèn)知無線電系統(tǒng)中，采用連續(xù)馬爾科夫模型對(duì)信道接入狀態(tài)進(jìn)行建模，分別分析不同信道帶寬和不同授權(quán)用戶接入（隨機(jī)接入、全預(yù)留接入、偽預(yù)留接入和非隨機(jī)接入）機(jī)制下的認(rèn)知用戶切換性能。分析結(jié)果表明，信道帶寬越大

3、，隨著認(rèn)知用戶數(shù)的增加，認(rèn)知用戶的阻塞概率、強(qiáng)迫終止概率的增加速率越大，而授權(quán)信道的平均認(rèn)知用戶數(shù)增加速率越小；就不同授權(quán)用戶接入機(jī)制下的認(rèn)知用戶切換性能而言，阻塞概率、強(qiáng)迫終止概率和切換概率隨認(rèn)知用戶數(shù)的增加而增大，且隨機(jī)接入由于授權(quán)用戶接入隨機(jī)性具有最大的切換概率，全預(yù)留接入由于預(yù)留信道的封閉性具有最大的阻塞概率和強(qiáng)迫終止概率，非隨機(jī)接入由于授權(quán)用戶接入的規(guī)則性具有最大的信道利用率。
　　3）提出一種多屬性頻譜切換機(jī)制。該切換

4、機(jī)制以滿足認(rèn)知用戶業(yè)務(wù)的QoS需求為目標(biāo)，通過分析空閑信道的可用性、信干噪比、信道容量、時(shí)延特性和誤碼特性等屬性，基于滿足多目標(biāo)的業(yè)務(wù)QoS需求的信道匹配準(zhǔn)則，并利用層次分析決策算法選擇全局最優(yōu)的切換信道。通過建立以多屬性頻譜切換機(jī)制為對(duì)象的系統(tǒng)模型，采用時(shí)間軸推進(jìn)模擬多屬性頻譜切換的發(fā)生過程，分析不同認(rèn)知用戶數(shù)下的頻譜切換統(tǒng)計(jì)參數(shù)性能，并與隨機(jī)切換機(jī)制進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明，切換成功次數(shù)、切換失敗次數(shù)、業(yè)務(wù)丟棄次數(shù)、碰撞次數(shù)隨著認(rèn)知用