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认知无线电中基于模型的频谱分配算法

作　者: 王晓光
导　师: 席志红
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 认知无线电动态频谱分配动态功率分配干扰温度模型
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 122次
引　用: 1次
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内容摘要

随着无线通信技术在社会各个领域的广泛应用,无线频谱资源已经成为当今社会最重要的资源之一。同时频谱资源的稀缺与它的平均利用率低之间的矛盾也越来越突出。认知无线电技术可以通过对周围环境的感知,探测可以利用的频谱资源,有效的提高了系统频谱利用率,解决了上述矛盾。认知无线电频谱分配技术是认知系统中的关键技术,通过合理分配,有效利用了频谱资源,对改善认知无线电系统的性能起到关键作用。本文主要从频谱分配模型方面着手,对认知无线电系统进行了全面深入的研究。首先对中心式结构模型进行了分析和研究,随后对现有的几种经典分配算法进行了总结分析。针对现有算法系统时间开销大、频谱效用低等不足,提出了基于子信道划分的动态频谱分配算法,最后从系统的开销时间、系统效用、公平性等方面对各种算法进行了仿真比较分析,并对其实际的适用性进行了总结。随后针对认知无线电中干扰温度模型存在的缺陷,提出了一种基于MIMO-OFDM技术的动态频谱分配方案。该方案通过对干扰温度模型的改进,实现了认知信号的自适应频谱成型,并提出了一种新的动态功率分配算法。仿真结果表明,该方案能够克服干扰温度模型的局部干扰问题,使用MIMO技术可进一步提高系统性能,通过动态功率分配算法可降低计算复杂性并提高频谱利用率。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 引言  10
  1.2 课题研究背景和意义  10-14
    1.2.1 认知无线电的产生和意义  10-12
    1.2.2 认知无线电的发展现状  12-13
    1.2.3 认知无线电网络的应用  13-14
  1.3 论文的主要研究内容  14-16
第2章认知无线电系统频谱分配模型  16-35
  2.1 认知无线电系统  16-21
    2.1.1 认知无线电系统的主要任务  16-19
    2.1.2 认知无线电系统的频谱共享模型  19-21
  2.2 认知无线电网络中的动态信道分配策略  21-25
    2.2.1 频谱分配技术的分类  22-24
    2.2.2 频谱分配技术的原则  24-25
  2.3 认知无线电的频谱分配模型  25-31
    2.3.1 "0,1"模型  25-26
    2.3.2 干扰温度模型  26-28
    2.3.3 中心式结构动态信道分配模型  28-31
  2.4 频谱分配的其它常见模型  31-33
    2.4.1 拍卖竞价模型  31-32
    2.4.2 博弈论模型  32-33
  2.5 本章小结  33-35
第3章基于中心式结构的动态频谱分配算法  35-59
  3.1 中心式动态频谱分配技术的引入  35-36
  3.2 中心式结构动态频谱分配技术的数学模型  36-39
    3.2.1 系统场景描述  36-38
    3.2.2 系统模型的数学描述  38-39
  3.3 现有的信道分配算法  39-45
    3.3.1 列表着色(List-Coloring)算法  39-42
    3.3.2 协调式最大化系统总带宽(CMSB)算法  42-44
    3.3.3 协调式最大化比例公平(CMPF)算法  44-45
    3.3.4 算法小结  45
  3.4 基于子信道划分的动态频谱分配算法  45-57
    3.4.1 新算法提出的背景  45-46
    3.4.2 新算法的基本原理  46-49
    3.4.3 算法仿真结果  49-57
  3.5 本章小结  57-59
第4章基于干扰温度模型的动态功率分配算法  59-73
  4.1 引言  59-60
  4.2 干扰温度模型的改进  60-64
    4.2.1 基于MIMO-OFDM技术的系统模型  60-63
    4.2.2 干扰温度模型的改进方案  63-64
  4.3 动态功率分配  64-68
  4.4 仿真分析  68-71
  4.5 本章小结  71-73
结论  73-74
参考文献  74-80
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  80-81
致谢  81

认知无线电中基于模型的频谱分配算法

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