异构认知无线网络频谱资源分配研究

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1、分类号：TN92单位代码：10183研究生学号：2013522040密级：公开研吉林大学硕士学位论文(学术学位)异构认知无线网络频谱资源分配研究SpectrumAllocationintheHeterogeneousCognitiveRadioNetworks作者姓名：谢冰专业：通信与信息系统研究方向：认知无线网络频谱分配指导教师：李莉副教授培养单位：通信工程学院2016年6月——————————————————————异构认知无线网络频谱资源分配研究——————————————————————SpectrumAllocationintheHeterogen

2、eousCognitiveRadioNetworks作者姓名：谢冰专业名称：通信与信息系统指导教师：李莉副教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年6月5日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经往明引用的内

3、容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；乂＾曰期：年家月曰摘要异构认知无线网络频谱资源分配研究目前，新兴无线接入技术频谱资源紧张与授权频谱利用率不高这一矛盾日益突出。认知无线网络技术可将检测到的空闲频谱资源公平而有效地分配给多个认知用户，使认知用户共享授权用户的空闲频谱资源，可以有效的解决这个矛盾。本文首先介绍了认知无线电及认知网络的相关技术，在此基础上，针对目前尚无很好的异构认知无线网络

4、的网络架构模型，介绍了一种网络架构，描述各功能模块的功能要求，并结合可能的使用情况，提出网络的组织模型；针对目前的频谱分配算法大都只考虑了一些简单的应用场景，并将频谱分配问题抽象得过于简单，不能很好的满足异构认知无线网络的使用需求的情况，本文在基于图论的经典算法基础上，提出基于信道容量的频谱分配算法和基于QoS优先的频谱分配算法。本文的主要工作如下：（1）介绍了一个异构认知无线网络的架构，并提出异构认知无线网络的网络组织模型。在这个网络架构中，将网络分为应用服务层、核心网络层和无线接入层三层，在核心网络层中通过智能控制节点将各种无线接入网络融合成一个系统的、

5、统一的网络，并通过引入网间协调模块等功能模块，实现网络的异构融合和运营商之间的互联。网络组织模型根据地理位置及障碍物等因素将整个异构认知无线网络划分为若干区域，在区域内进行频谱共享。网络组织模型为信道分配算法的研究提供应用场景，使算法的研究具有现实基础。（2）提出一种基于信道容量的信道分配算法（CC-RB算法）。算法以网络容量作为优化目标，在信道分配时，考虑信道容量的差异，为节点分配容量最大的信道。仿真结果显示，CC-RB算法能大幅提高网络的容量和公平性。（3）提出一种基于QoS优先的信道分配算法（QP-RB算法）。算法考虑不同业务的QoS要求，根据节点承载

6、的业务情况划分节点的优先级，并将网络分为三种状态，利用贝叶斯网络理论建立网络状态评价模型，实现优先节点的智能选择。在信道分配时，先为优先节点分配信道，待优先节点分配结束之后再为非优先节点分配信道。仿真结果表明，相比于已有的经典算法，QP-RB算法节点的平均容量更高，且在节点数量较大的情况下有更高的网络容量。关键词：认知网络，异构，覆盖式频谱分配，信道分配，QoSIAbstractSpectrumAllocationintheHeterogeneousCognitiveRadioNetworksCurrently,thecontradictionbetween

7、thespectrumresourcesconstraintofthenewwirelesstechnologyandtheinefficientusageoftheprimaryspectrumisbecomingincreasinglyprominent.TheCognitiveNetworkstechnologycandetecttheidlespectrumresourcesandallocatethemtothecognitiveusersefficiently,whichthereforebecomesaresolutiontothecontra

8、dictiondescribedabove.Inth