认知无线网络中频谱分配算法的研究

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1、学校代号：10532学号：S11101022密级：普通湖南大学硕士学位论文认知无线网络中频谱分配算法的研究学位申请人姓名：陈匡玉导师姓名及职称：曾凡仔副教授培养单位：信息抖学生工程学院童些名叠；信，皇墨通信王猩论文提交日期：2014生5旦23日迨窒簦缢旦期12Q!垒生鱼旦3旦鳘整委基金圭痊；塞建国麴援ResearchonspectrumallocationalgorithmincognitiveradionetworkCHENKuangyuB．E．(HunanUniversityofArtsandScience)2010Athes

2、issubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringInformationandCommunicationEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversRySupervisorAssociateProfe：ssorZENGFanziMay,2014Ⅲ4啪9啪6脚6㈣0洲6Ⅲ2珊Y湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

3、除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：弘、证砬、日期：跏像年f月J日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属

4、于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“、／”)6真6日6B否B认知无线电中频谱分配算法的研究摘要动态频谱分配算法是认知无线电网络(CognitiveRadioNetwork)的关键技术之一。现有的频谱分配算法大都以最大化系统频谱效益为目标，并没有从减少频谱切换次数的角度出发，然而过多的频谱切换会增加节点能量消耗，而且会增加中断概率、切换延迟、丢包率等，将使整个系统性能下降。现有的算法也没有考虑到信道本身的切换性能，不同的信道处于空闲状态的时间长度并不一样。不同的用户在不同的时间段里面需求的时间

5、长度也不一样。如果仅仅随机分配可用频谱，会导致很多不必要的频谱切换和频谱资源的浪费。针对这两个问题，本文提出了两个相应的解决算法，本文的主要工作如下：1．本文首先提出了一个基于多目标遗传算法的频谱分配算法。该算法是对传统遗传算法的改进，以最大化系统频谱效益和最小化频谱切换次数为目标，将问题的解映射成染色体的形式，然后按照适者生存的原则，在种群中选择出较适应环境的染色体进行复制，再通过交叉、变异的方法，一代又一代的进化，最后得到最适应环境的染色体，找到问题的最优解。这种算法在获得较高的频谱利用率的同时，有效的减少了频谱切换次数。2．

6、然后提出了一种基于信道特性与节点数据的频谱分配算法。本文首先利用马尔科夫链的模型预测了信道状态，并计算出空闲期望。然后通过着色图论的机制从所有可用频谱里面选择空闲期望最合适的信道分配给认知用户，从而实现既减少频谱切换次数，又保持较高的频谱利用率和公平性的目的。关键词：认知无线电；动态频谱分配；马尔科夫链；频谱切换；着色图论lI硕士学位论文AbstractDynamicspectrumallocationalgorithmisoneofthekeytechnologiesofcognitiveradionetwork．Mostoft

7、heexistingspectrumallocationalgorithmaimatmaximizethesystemspectrumefficiency，anddo’ntconsiderthereductionofthenumberofspectrumhandover，buttoomuchspectrumhandoverwillincreasetheenergyconsumptionofnodes，butalsoincreasestheoutageprobability，handoffdelay，packetlossrate，w

8、illmakethewholesystemperformancedecline．Theexistingalgorithmsarealsonottakingintoaccounttheswitchingperformanceofthechanneli