面向服務(wù)的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜動態(tài)接入算法研究.pdf

1、隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及無線終端的不斷涌現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)以及無線多媒體業(yè)務(wù)在人們生活中占的比重越來越大，頻譜的短缺成為限制無線通信發(fā)展的重要問題。認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實時檢測當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，根據(jù)需要重置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，包括無線調(diào)制方式以及通信的頻帶范圍，從而可以動態(tài)的選擇接入空閑頻譜，有效降低頻譜的空閑概率，提升利用效率，為解決頻譜短缺造成的無線通信問題提供高效的方案。
　　認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為提高頻譜利用率問題的革命性技術(shù)，近年來受到了無

2、線通信研究者們的關(guān)注。本文針對其中的頻譜動態(tài)分配技術(shù)，展開了深入的研究，在分析大量頻譜分配方法的基礎(chǔ)上，重點基于圖論模型和粒子群模型進(jìn)行了改進(jìn)，提出了面向用戶服務(wù)的動態(tài)頻譜分配方法。同時，結(jié)合USRP N210和GNU Radio完成了頻譜動態(tài)接入系統(tǒng)的實現(xiàn)。其主要的研究成果如下：
　?。?）使用圖論方法探討面向用戶服務(wù)的頻譜動態(tài)分配算法。通過對現(xiàn)有的圖論方法改進(jìn)，綜合分析不同用戶業(yè)務(wù)類型與不同頻譜資源特征參數(shù)之間的關(guān)系，在圖論模

3、型中建立了多個子效益矩陣，提出了一個基于模糊推理的多效益歸一化模型，從而得到一個更為綜合全面的效益值。最后對本文提出的算法進(jìn)行了仿真分析，證明其可以更好的提高頻譜分配效益，提升整網(wǎng)效益和公平性能，為用戶提高更好的分配服務(wù)。
　?。?）針對多用戶下可能存在的NP難題，結(jié)合粒子群的仿生算法的優(yōu)點，將改進(jìn)后的PSO方法引進(jìn)到面向用戶服務(wù)的頻譜動態(tài)分配算法中，通過仿真分析，證實了該改進(jìn)算法可以進(jìn)一步的提升算法性能，同時能達(dá)到更好的收斂效益

4、。
　?。?）在USRP設(shè)備和GNU Radio上設(shè)計并實現(xiàn)了認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)基本單元，同時，根據(jù)主用戶的活動實現(xiàn)了基于歷史信息的面向用戶開銷服務(wù)的動態(tài)頻譜接入算法，同時測試了系統(tǒng)性能。
　　認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)是一個新興的研究方向，本文對其中的頻譜動態(tài)分配算法進(jìn)行了研究，結(jié)合面向用戶服務(wù)的中心主旨，不僅提出了兩個改進(jìn)的頻譜動態(tài)分配算法，而且基于實際平臺實現(xiàn)了具有終端認(rèn)知功能的頻譜動態(tài)接入系統(tǒng)，為以后頻譜動態(tài)接入技術(shù)的實用化打下了一定的