認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)頻譜分配及共享算法研究.pdf

1、在各種新興無線通信技術(shù)被廣泛應(yīng)用的現(xiàn)代信息社會，無線頻譜資源的匱乏問題作為制約無線通信領(lǐng)域進一步發(fā)展的主要因素之一，正逐漸引起人們的關(guān)注。除了被各種無線通信標(biāo)準(zhǔn)占用以外，缺乏有效的頻譜管理和分配機制導(dǎo)致頻譜利用率較低是無線頻譜消耗殆盡的另一個重要原因。在這種背景下，認(rèn)知無線電技術(shù)作為一種高效利用頻譜資源的新技術(shù)，成為當(dāng)前無線通信研究領(lǐng)域的熱點。
　　 本文的主要研究內(nèi)容是認(rèn)知無線電的頻譜分配和共享技術(shù)。首先對認(rèn)知無線電技術(shù)做了簡

2、要介紹，包括其技術(shù)特點，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀等，并詳細(xì)介紹了認(rèn)知無線電的系統(tǒng)架構(gòu)、動態(tài)信道分配策略及各種頻譜分配模型。在對采用圖著色理論模型的頻譜分配算法進行深入研究的基礎(chǔ)上，本文提出一種改進的圖著色頻譜分配算法，通過動態(tài)更新干擾矩陣，增加了同時共享同一子信道的認(rèn)知用戶數(shù)目，且不引起對授權(quán)用戶以及相鄰認(rèn)知用戶的干擾。此外，本文還以最大化認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)吞吐量為優(yōu)化目標(biāo)提出了相應(yīng)的算法，綜合考慮認(rèn)知用戶傳輸吞吐量以及子信道數(shù)據(jù)傳速率，同時進一步避免了對

3、授權(quán)用戶的干擾。仿真證明，改進算法較同類算法在頻譜效用和分配開銷方面的性能有明顯的提高；吞吐量優(yōu)化算法的網(wǎng)絡(luò)平均吞吐量和子信道速率均高于同類算法。
　　 將認(rèn)知無線電的動態(tài)信道分配思想應(yīng)用于多跳自組織的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)，可充分利用空閑頻譜，減少數(shù)據(jù)碰撞，滿足WSN對多媒體應(yīng)用的新需求。本文在具體分析了WSN特點之后針對這一新的理念提出了低能耗的WSN動態(tài)頻譜分配方案，給出了適用于動態(tài)頻譜分配WSN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以及相應(yīng)的低