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认知无线电的频谱分配技术研究

作　者: 张廷健
导　师: 邵世祥
学　校: 南京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 认知无线电频谱分配图论博弈论
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 47次
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内容摘要

近年来人们对无线通信业务的需求不断增长,对无线通信速率的要求也逐步提高。然而现有的静态的频谱分配机制使得空间中存在许多空闲的无线频谱,这是资源的浪费。智能的寻找和高效利用空闲频谱资源的认知无线电技术正好提供了使用这些频谱的机会。因此,认知无线电频谱分配技术也越来越得到广泛的关注。本文从提高认知无线电网络性能的角度出发,在现有的图论和博弈论频谱分配算法基础上分别提出改进算法。首先,论文采用图论对认知无线电的频谱分配问题建立数学模型,按照认知无线电网络结构的不同,分别研究了具有不同分配目标的基于图论的频谱分配算法。在描述了这些算法的基本思想及流程之后,论文针对集中式网络提出基于分配序列的频谱分配算法,仿真分析表明该算法与现有算法相比,满足相同设计准则情况下,明显减小了算法的时间开销。然后,论文采用博弈论对认知无线电的频谱分配进行研究。用博弈论构造了认知无线电频谱分配的博弈论模型,在研究了现有的基于博弈论的频谱分配模型的基础上,设计了具有新的效用函数形式的博弈论频谱分配算法,理论分析了该算法博弈过程的最佳反应策略。仿真结果表明该算法与现有算法相比,在改善认知用户接收信干比方面具有优越性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-18
  1.1 认知无线电的定义  9-11
  1.2 认知无线电网络体系结构及关键问题  11-17
  1.3 本文结构及内容安排  17-18
第二章认知无线电频谱分配研究现状  18-29
  2.1 频谱分配技术概述  18-20
  2.2 频谱分配的基本原则  20-21
  2.3 频谱分配的信道建模  21-24
    2.3.1 {0,1}模型  21-22
    2.3.2 干扰温度模型  22-24
  2.4 频谱分配的方法  24-28
    2.4.1 图论模型  24-25
    2.4.2 博弈论模型  25-26
    2.4.3 拍卖竞价模型  26-27
    2.4.4 频谱分配的跨层设计  27-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章基于图论的频谱分配  29-48
  3.1 引言  29
  3.2 频谱分配的图论建模  29-31
  3.3 现有的图论频谱分配算法  31-40
    3.3.1 分布式的列表着色频谱分配  31-36
    3.3.2 集中式的颜色敏感图论着色频谱分配  36-40
  3.4 基于分配序列的频谱分配改进算法  40-43
    3.4.1 CSGC 频谱分配算法开销  40-41
    3.4.2 MMR 准则下的CSGC 算法的改进  41-43
  3.5 仿真分析  43-47
    3.5.1 参数设置  43-44
    3.5.2 仿真结果  44-47
  3.6 本章小结  47-48
第四章基于博弈论的频谱分配  48-64
  4.1 博弈论的概念  48-50
    4.1.1 合作博弈与非合作博弈  49
    4.1.2 非合作博弈的分类  49-50
  4.2 认知无线电频谱分配的博弈论分析  50-51
    4.2.1 博弈论数学模型  50-51
    4.2.2 纳什均衡  51
  4.3 现有的频谱分配博弈模型  51-55
  4.4 一种新的基于博弈论的频谱分配算法  55-59
    4.4.1 系统模型  55-57
    4.4.2 效用函数设计  57-58
    4.4.3 最佳反应策略  58-59
  4.5 仿真分析  59-63
    4.5.1 参数设置  59-60
    4.5.2 仿真结果  60-63
  4.6 本章小结  63-64
第五章总结与展望  64-66
致谢  66-67
攻读硕士学位期间公开发表论文  67-68
参考文献  68-72

认知无线电的频谱分配技术研究

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