基于认知无线电的机会频谱接入技术研究

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1、南京邮电大学硕士学位论文基于认知无线电的机会频谱接入技术研究姓名：杨晓燕申请学位级别：硕士专业：信息与通信工程指导教师：杨震20090301南京邮电火学硕士研究生学位论文摘要近几年，无线通信领域中各种语音、图像、视频等数字化业务大量增长，导致有限的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的瓶颈。然而，研究发现，已经授权给现有无线电业务的频谱在时间和空间上存在不同程度的闲置，即存在频谱空洞，造成了频谱资源的严重浪费。为改变这种局面，人们提出了认知无线电技术。它能够检测频谱空洞，在不对授权用户造成干扰的前提下进行频谱接入，实现频谱共享，从而提高频谱利用率。本文

2、首先介绍了课题研究背景，然后详细论述了认知无线电技术和机会频谱接入技术的定义、特征、关键技术、应用场景和国内外研究现状，并阐述了认知无线电网络的体系架构。接着重点研究了基于认知无线电的机会频谱接入MAC协议。在总结了大量国内外文献资料的基础上，提炼出OSAMAC协议的设计要求，并比较了目前已有的几个具有代表性的机会频谱接入MAC协议。针对这些协议没有对主次用户之间的冲突碰撞率作深入研究，因此我们提出了UDMAC协议，用仿真实验验证其能够有效减少冲突碰撞率，保证次用户的QoS，进而提高了整个网络的性能。最后，文章提出了基于预测机制的认知无线电频谱接入方案，此机

3、制根据主用户过去和现在的频谱活动来预测其未来的频谱活动，从而指导次用户接入可用性高的频段，降低与主用户发生冲突碰撞的可能性。另外，门限值的设定更进一步减少了不可靠的频段，使次用户的通信质量得以提高。并且，通过仿真实验与传统的接入机制以及未设门限值的接入机制相比较，证明本文所提方案有效地减少了主次用户之间的冲突碰撞率。关键词：认知无线电机会频谱接入预测机制MAC协议冲突碰撞率南京邮电大学硕士研究生学位论文AbstractWiththeincreasingtrafficofspeech，imageandvideobymeansofwirelesscommunic

4、ations，thewirelessspectrumresourceisbecomingincreasinglyscarceanditmayhamperthedevelopmentofwirelesscommunicationsinthefuture．However,FCC(FederalCommunicationsCommission)findsoutthatmanyspectrumbandsallocatedtoexistingwirelesssystemsareshowingdifferentdegreeofidleintermsoftimeandsp

5、acefield．Therefore，researchersputforwardcognitiveradiotechnology，whichisabletoeffectivelychangethecurrentspectrumshortagesituation．Itsensesthespectrumholesandaccessesthechannelswithoutcausinginterferencetothelicensedusers．Inthisway，wecanrealizespectrumsharingandimprovethespectrumut

6、ilizationefficiency．Thisthesisfirstlyintroducesthestudybackground．Inaddition，weparticularlyexplainthedefinitions，characters，keytechniques，applicationsandstatusquoofcognitiveradioandopportunisticspectrumaccess(OSA)technologies．Inaddition，wepresentthestructureofcognitiveradionetworks

7、．ThenwestudytheOSAMACprotocolofcognitiveradionetworks．Aftermakingresearchonlotsofpapers，weabstractthedesignrequirementsofOSAMACprotocolandcomparesomerepresentativeOSAMACprotocols．Inviewoftheseprotocolsseldomstudyingthehitratiobetweenprimaryusersandsecondaryusers，weputforwardUDMACpr

8、otoc01．Thesimulationproves