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基于认知无线电的机会频谱接入技术研究

作 者: 李亭
导 师: 郑宝玉
学 校: 南京邮电大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 认知无线电 接入控制 机会频谱接入 多信道CSMA 加强学习
分类号: TN925
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 34次
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内容摘要


随着近年来宽带无线业务的持续发展,频谱资源的匮乏的问题正日益成为制约无线通信系统发展的瓶颈。而人们发现在某些频谱资源上承载了很大的业务量,而另外一些频段资源利用率却很低。于是人们提出认知无线电技术,其通过感知无线环境,寻求可用频谱资源,进行智能的、动态的频谱接入,打破了传统为无线通信系统固定划分频谱资源的方式,从而提高了对频谱资源的利用率。本文就认知无线电系统中的关键技术之一—动态接入控制算法进行了研究。第一章对认知无线电技术的定义进行了阐述,并总结了国内外对认知无线电系统的研究现状,以及对于基于认知无线电技术相关的标准化进程。第二章回顾了现有对认知无线系统接入算法各方面的相关文献。第三章针对一个未分时隙的认知无线电网络,研究了基于次用户学习的频谱接入方法。它使次用户吞吐量最大。该方法考虑了次用户间的碰撞,然后,做出信道感知决定。仿真结果表明在大多数场景下,基于学习的方法得到了接近最佳的性能。第四章针对一个时分复用的认知无线电网络,研究了使用加强算法的多信道CSMA ( M-CSMA-RL )协议。主用户采用TDMA/FDMA ,次用户采用M-CSMA-RL。M-CSMA-RL有效减少用户间的碰撞, RL最大化一个奖励数值。仿真结果表明在不同业务量水平和不同主次用户的业务量比率下,主次用户使用M-CSMA-RL,它们的吞吐量都提高了。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-19
  1.1 引言  8-9
  1.2 认知无线电系统概述  9-16
    1.2.1 认知无线电的定义  9-11
    1.2.2 认知无线电系统的研究现状  11-13
    1.2.3 认知无线电系统的标准化进程  13-16
  1.3 本文的研究意义及主要工作  16-17
  1.4 本文内容安排  17-19
第二章 基于认知无线电的接入控制算法文献回顾  19-32
  2.1 引言  19
  2.2 认知无线电动态接入模型  19-24
    2.2.1 概述  19-20
    2.2.2 系统业务模型  20
    2.2.3 动态频谱接入的Markov 链模型  20-22
    2.2.4 信道保留机制  22-24
  2.3 基于PODMP 理论的分布式认知动态接入  24-26
    2.3.1 POMDP 理论描述  24-25
    2.3.2 POMDP 下的次优算法  25-26
  2.4 认知无线电系统控制信道的研究  26-30
    2.4.1 概述  26-27
    2.4.2 HD-MAC 协议中的控制信道选取  27-29
    2.4.3 DOSS 协议  29-30
  2.5 本章小结  30-32
第三章 基于次用户学习的机会频谱接入方法研究  32-42
  3.1 引言  32-33
  3.2 网络模型  33-34
  3.3 基于次用户学习的机会频谱接入方法  34-38
    3.3.1 问题的数学模型  34-35
    3.3.2 方法过程  35-38
  3.4 数值仿真及分析  38-41
  3.5 本章小结  41-42
第四章 使用加强学习算法的多信道CSMA 协议研究  42-52
  4.1 引言  42-43
  4.2 场景模型和系统假设  43-45
  4.3 M-CSMA-RL 协议  45-49
    4.3.1 多信道1-坚持CSMA 及其改变  45-46
    4.3.2 主用户和次用户中的碰撞情况  46-47
    4.3.3 次用户使用加强学习算法  47-48
    4.3.4 M-CSMA-RL 算法  48-49
  4.4 仿真结果及分析  49-51
  4.5 本章小结  51-52
第五章 结论  52-54
  5.1 全文总结及贡献  52-53
  5.2 下一步研究方向  53-54
参考文献  54-59
攻读硕士期间获得的成果  59-60
致谢  60

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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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