基于圖著色理論的認知無線電網(wǎng)絡(luò)頻譜分配算法研究

1、分類號：密級：學校代碼：lQl5學號：201211001178逢掌何筢大學碩士學位論文基于圖著色理論的認知無線電網(wǎng)絡(luò)頻譜分配算法研究作者姓名：學科、專業(yè)：研究方向：導師姓名：劉曉鈺管理科學與工程信息管理薛偉蓮教授2O15年5月萬方數(shù)據(jù)遼寧師范大學碩士學位論文摘要在目前應用較廣泛的無線電網(wǎng)絡(luò)中，多數(shù)采取了固定的頻譜分配方式。在這種分配方式下，可用頻譜被分為授權(quán)頻譜和非授權(quán)頻譜。根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會(FederalCommunicatio

2、nsCommission，F(xiàn)CC)的研究結(jié)果顯示，隨著時間和空間的變化，固定分配模式下授權(quán)頻譜資源的利用率僅為15％～85％，因此對頻譜的高效分配已經(jīng)成為重要的研究課題。本文分別針對效益值和時間開銷建立了認知無線電頻譜分配模型，根據(jù)效益、距離、頻段等參數(shù)選擇性地接入認知用戶，盡可能使更多認知用戶接入到授權(quán)頻譜中，提高頻譜的利用率。本文的主要研究工作如下：(1)介紹了認知無線電、認知網(wǎng)絡(luò)以及認知無線電網(wǎng)絡(luò)的概念。詳細描述了認知無線電的認知

3、原理和認知過程、認知無線電頻譜分配的原理和多種分配技術(shù)，以及這些技術(shù)之間的異同，重點介紹了認知無線電頻譜分配的主要三種類型：圖著色理論、博弈論理論和拍賣理論。(2)建立了基于圖著色理論的最小時間開銷頻譜分配算法?，F(xiàn)有對認知無線電頻譜分配的研究中，都是假設(shè)在已經(jīng)滿足頻段和安全距離的前提下進行的，不需要對認知用戶進行距離的判斷和頻段的篩選。而本文在算法中加入了頻段和安全距離的判斷，進一步完善了認知無線電頻譜分配的過程。通過給每一認知用戶授予

4、編號，且編號固定，在更新認知用戶的可用矩陣時，根據(jù)編號選取可用認知用戶即可，而不必對不需要的用戶進行刪除，節(jié)約了算法的時間開銷。(3)建立了基于圖著色理論的改進最大效益頻譜分配算法。對比算法MUM中采用了先分配信道再分配用戶的方法。而本文在頻譜分配的過程中同時分配用戶和信道這兩個參數(shù)。在無干擾頻譜分配矩陣中搜索效益最大的認知用戶優(yōu)先進行頻譜分配，然后對該信道中可能對該認知用戶產(chǎn)生干擾的用戶進行處理，使得信道能自然避開這些與己接入的認知用