认知无线电的频谱分配算法研究

论文摘要

随着无线通信技术的不断发展,频谱资源的使用日趋频繁,无线频谱的紧缺限制了无线通信的持续发展。认知无线电通过对授权频谱进行“二次利用”的方式,可以有效解决频谱资源缺乏的问题,成为了近年来无线通信领域的一个研究热点。本文主要对认知无线电的关键技术之一——动态频谱分配算法进行了研究。文章首先对认知无线电系统的网络构架和系统平台进行了分析介绍,并给出了动态频谱分配算法的四种模型。接着,研究了现有的基于图论模型的频谱分配算法,针对原有算法中分配时间开销过大的不足,给出了一种采用分组方法的改进算法。仿真表明:改进算法在获得与原有算法相近性能的同时减小了分配的时间开销。文章的最后针对原有算法的另一个不足——未考虑不同用户的不同需求,给出了基于用户需求的改进算法。通过仿真,改进算法与原有算法相比在系统公平性和频谱有效利用率方面有了提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 认知无线电的产生及应用场景
• 1.1.1 认知无线电产生背景
• 1.1.2 认知无线电的概念
• 1.1.3 认知无线电的应用场景
• 1.2 认知无线电的研究现状
• 1.3 本文的主要工作及安排
• 第二章 认知无线电系统模型及频谱分配模型
• 2.1 引言
• 2.2 认知无线电系统构架
• 2.3 认知无线电系统仿真平台
• 2.3.1 频谱生成
• 2.3.2 传输信道
• 2.3.3 频谱检测
• 2.3.4 频谱分配
• 2.3.5 功率控制
• 2.4 认知无线电系统的频谱分配模型
• 2.4.1 图论着色模型
• 2.4.2 干扰温度模型
• 2.4.3 博弈论模型
• 2.4.4 拍卖竞价模型
• 2.5 小结
• 第三章 基于图论的频谱分配算法
• 3.1 引言
• 3.2 频谱分配算法的数学描述
• 3.3 基于图论的现有分配算法
• 3.3.1 列表着色（List-Coloring）算法
• 3.3.2 颜色敏感的图论着色（CSGC）算法
• 3.3.3 分布式局部议价算法
• 3.4 分组频谱分配算法
• 3.4.1 算法引入
• 3.4.2 算法原理
• 3.4.3 算法流程
• 3.4.4 算法时间开销
• 3.4.5 算法仿真与分析
• 3.5 小结
• 第四章 基于用户需求的频谱分配算法
• 4.1 引言
• 4.2 算法引入
• 4.3 算法的描述
• 4.4 算法的设计
• 4.5 算法的仿真分析
• 4.6 小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果