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认知无线电网络中频谱接入技术研究

作　者: 陶乃顺
导　师: 徐昌彪
学　校: 重庆大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 认知无线电 接入 CSMA POMDP 系统吞吐量
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


伴随着社会的进步和无线通信技术的发展,人们对无线频谱资源的需求日益增长,无线频谱紧缺成为无线通信与服务应用持续发展的瓶颈。认知无线电频谱接入技术是解决目前问题的重要技术之一。文中主要对认知无线电的动态频谱接入算法做了深入的研究。目前的主要研究是如何在变化的条件下保证次用户的高效接入,并避免次用户在接入过程中对主用户的干扰和次用户间的相互冲突。其中利用认知无线电技术进行动态频谱接入分为两种情况:一种是在开放频段动态共享该频段,另一种是伺机接入已经分配给其他系统的频段。在无线环境中,CSMA机制对用户间的冲突提供了一个很好的解决方案,文中把CSMA机制应用到认知无线电系统中,并为了适应认知系统的特点,对CSMA做了相应的改进。本文首先对次用户的业务进行分级,根据认知无线电的特点改进了CSMA的退避计数器接入方法。由于认知无线电环境的动态变化性,文中提出了基于802.11CSMA/CA的动态自适应退避窗口算法。它是根据网络中次用户的个数,动态的调整退避窗口的值,使其饱和吞吐量S的值始终维持在较高的水平。文中对提出的算法进行了仿真比较,得出了改进的退避计数器接入方法节约了接入时间,动态自适应退避窗口算法能够有效的提高系统的吞吐量。在文中的第四部分重点研究了基于部分可观察马尔可夫决策过程(POMDP)的机会接入算法。次用户在部分感知可用信道的情况下,引入了部分可观察马尔可夫链模型(POMDP)。次用户首先去评估自己观察到的可用信道的概率,但由于不同的次用户会同时对同一个信道有接入请求,这就不可避免的要求评估接入级别。文中正是基于不同的次用户对信道进行评估,采用协作方法使不同的次用户竞争接入,使次用户能够顺利完成通信。为了提高系统的吞吐量,次用户使用双天线技术并且根据感知结果可以同时接入多个信道。通过仿真比较发现系统的吞吐量有了明显的提高。

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信
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