認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)接納控制算法研究.pdf

1、隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，人們對(duì)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求使得數(shù)據(jù)流量迅猛增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，頻譜資源的利用率約為15％，并不高效的頻譜資源分配方案加劇了頻譜資源嚴(yán)重短缺的問題。這種情況使得認(rèn)知無線電技術(shù)隨之產(chǎn)生。認(rèn)知無線電技術(shù)主要是指通過頻譜感知技術(shù)發(fā)現(xiàn)空閑頻譜并合理利用頻譜，具體來說就是二級(jí)用戶（SU）不斷感知周圍的頻譜環(huán)境并且在不影響一級(jí)用戶(PU)傳輸?shù)那疤嵯?，機(jī)會(huì)主義地接入并使用授權(quán)頻譜，這種動(dòng)態(tài)頻譜接入方法能有效地提高頻譜資源的利用率。但

2、是，由于一級(jí)用戶（PU）到來可能會(huì)隨機(jī)擠占正在活動(dòng)中的二級(jí)用戶（SU），這樣一級(jí)用戶和二級(jí)用戶的QoS得不到保障，因此提出了接納控制技術(shù)。接納控制技術(shù)能夠有效地平衡系統(tǒng)性能指標(biāo)參數(shù)中的阻塞率和掉線率。
　　本文的主要貢獻(xiàn)是，提出并分析了在集中式認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)下的三種接納控制算法，指出其中最佳的算法。這三種接納控制算法分別是：基于整數(shù)信道預(yù)留的接納控制算法、基于小數(shù)信道預(yù)留的接納控制算法和基于接納概率的接納控制算法。本文通過使用隨機(jī)過

3、程以及概率論的相關(guān)知識(shí)對(duì)集中式認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的頻譜分配過程進(jìn)行了建模，建立了一個(gè)可擴(kuò)展、可編程歸納的連續(xù)時(shí)間馬爾科夫模型（CTMC）來分析該認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的性能（包括二級(jí)用戶的吞吐率、掉線率和阻塞率）。基于預(yù)留信道的接納控制算法在嚴(yán)格保證二級(jí)用戶掉線率和最大化二級(jí)用戶吞吐率的條件下，查找出最佳的預(yù)留信道數(shù)。在接納概率的接納控制算法中通過解決非線性最優(yōu)問題，使得二級(jí)用戶的吞吐率在嚴(yán)格保證用戶掉線率的情況下，相比于其他算法能夠達(dá)到最大化