基于認(rèn)知用戶QoS及信道特征的動(dòng)態(tài)頻譜分配.pdf

1、新興的無線通信技術(shù)迅速發(fā)展，頻譜資源非常珍貴，但是限于現(xiàn)行的頻譜管理辦法，可用的頻譜利用率卻不高。認(rèn)知無線電是為提高授權(quán)頻譜資源利用率產(chǎn)生的技術(shù)。動(dòng)態(tài)頻譜分配是認(rèn)知無線電的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，本文主要從認(rèn)知用戶可以獲得的帶寬效益、信道利用率、認(rèn)知用戶QoS和認(rèn)知用戶傳輸數(shù)據(jù)可靠性幾個(gè)方面提出了關(guān)于動(dòng)態(tài)頻譜分配的算法。
　　 本文先提出了一種基于Kuhn-Munkres保證認(rèn)知用戶QoS的動(dòng)態(tài)頻譜分配算法，目標(biāo)是提高認(rèn)知用戶可以獲得的帶

2、寬效益和信道的利用率，同時(shí)保證認(rèn)知用戶的QoS，即縮短認(rèn)知用戶等待分配信道的時(shí)間。首先對認(rèn)知用戶和信道劃分優(yōu)先權(quán)，再規(guī)定不同優(yōu)先權(quán)的認(rèn)知用戶只能使用特定優(yōu)先權(quán)的信道，最后利用圖論中的Kuhn-Munkres算法完成分配。該算法的特點(diǎn)是將認(rèn)知用戶和信道兩個(gè)方面結(jié)合考慮，通過相關(guān)規(guī)定縮短認(rèn)知用戶占用信道的時(shí)間，以信道的利用率和認(rèn)知用戶可以獲得的帶寬效益為優(yōu)化條件，并采用Kuhn-Munkres算法獲得兩者之間的折中。實(shí)驗(yàn)仿真表明，本算法認(rèn)知

3、用戶可以獲得的帶寬效益接近于貪婪算法，在認(rèn)知用戶數(shù)與信道數(shù)相等的前提下，信道的利用率接近1，同時(shí)明顯縮短了申請發(fā)送數(shù)據(jù)的認(rèn)知用戶等待分配信道的時(shí)間。
　　 在實(shí)際的認(rèn)知用戶使用信道發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，主用戶可能會突然切入使用授權(quán)信道，因?yàn)橹饔脩魧κ跈?quán)信道擁有優(yōu)先權(quán)，對授權(quán)信道的使用具有隨機(jī)性，認(rèn)知用戶在傳輸數(shù)據(jù)的過程中有隨時(shí)被中斷的可能，認(rèn)知用戶的權(quán)益無法保證。在基于Kuhn-Munkres算法保證認(rèn)知用戶QoS的動(dòng)態(tài)頻譜分配算法

4、中沒有考慮到這種情況，所以本文又提出一種保證認(rèn)知用戶使用空閑信道傳輸可靠性的動(dòng)態(tài)頻譜分配算法。
　　 首先統(tǒng)計(jì)出每一條授權(quán)信道的空閑時(shí)長和空閑概率，并預(yù)計(jì)出每一個(gè)認(rèn)知用戶發(fā)送數(shù)據(jù)擬占用信道的時(shí)間;然后進(jìn)行比較:當(dāng)認(rèn)知用戶的擬占用信道時(shí)間小于等于授權(quán)信道的最小空閑時(shí)長時(shí)，采用Kuhn-Munkres算法將這部分空閑的授權(quán)信道分配給認(rèn)知用戶;當(dāng)認(rèn)知用戶擬占用信道的時(shí)間大于所有的授權(quán)信道的最小空閑時(shí)長或者認(rèn)知用戶在使用信道傳輸數(shù)據(jù)過程