认知无线电中基于图论的频谱分配算法研究

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1、分类号IN929密级重庆邮电大学硕士学位论文英文题目l堡墨星堑鱼hQ塾墨卫星鱼鱼世堡△!!Q殳丛iQ坠△!gQ区也堡旦箜曼鱼Q堕垦适堑h坠曼Q碰i旦￡Qg旦i!iy曼B垒亟iQ硕士研究生垡：』：坠指导教师塞丛垂高丝王堡竖学科专业通焦鱼焦!鱼苤缠论文提交日期2壁量2=垒2墨论文答辩日期至Q曼2蔓蔓重论文评阅人答辩委员会主席2012年5月26日独创性声明IfillIllUlIIIIIIIIIIIIIIIllllllIIIILIIIY23991I6本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我

2、所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得．：重迭整鱼太堂：或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：倍心礁签字日期．矽脾上月≥己日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重废整电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重麽整鱼太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，

3、可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名．傅d艟签字日期：加，z年r月％日导师签名：签字日期：灿～年＼又重庆邮电大学硕士论文摘要由于当前无线通信业务的迅速发展和不断增长，可以利用的无线频谱资源越来越紧张，频谱资源匾乏的问题越来越严重。但是研究表明，许多授权频谱在大部分时间内都处于空闲状态，这种频谱占有状况与利用的不平衡造成了极大的资源浪费。在这种情况下，如何提高授权频谱的利用率，成为人们非常关注的一个技术问．题，为此业界提出了认知无线电技术，而动态频谱

4、分配算法是认知无线电实现的重要环节，在很大程度上决定了频谱的利用率情况，因此，研究并提出高效的动态频谱分配模型和算法具有重要的理论意义和应用价值。本论文以经典的图论模型为基础，分别研究了集中式网络拓扑结构和分布式网络拓扑结构下的认知无线电动态频谱分配改进算法。论文首先简要介绍了认知无线电的基本背景和概念，关键技术，研究现状及潜在的应用等，然后介绍了认知无线电中的频谱分配理论，及几种典型的频谱分配模型，其中重点介绍了基于图论模型的频谱分配，为进一步研究做理论铺垫。第三章中研究了集中式网络拓扑结构下基于图论模型的频谱分配问

5、题，以基于图论的着色模型为基础，给出了一种基于信道空闲时长的频谱分配算法。该算法考虑可用信道的空闲时长与认知用户的请求时长对认知无线电系统稳定性的影响，可以让更多认知用户有机会获得满足通信时长请求的信道，牺牲小部分系统总效益，降低认知用户的中断概率，从而提高认知无线电系统的稳定性。第四章中研究了分布式网络拓扑结构下基于图论模型的频谱分配算法，考虑认知用户业务的数据速率要求与信道效益的匹配程度，给出了分布式结构下结合业务和信道匹配程度的频谱分配算法。该算法根据数据速率的不同，将认知用户的业务和可用信道分别分为不同等级，优

6、先分配等级匹配程度高的空闲信道给干扰邻居数最小的认知用户，以保证更多的认知业务有机会获得空闲信道。最后，论文概括性地总结了本文所做工作并进行了展望。关键词：认知无线电，频谱分配，图论，空闲时长，匹配度重庆邮电大学硕士论文AbstractAbs仃actAstherapiddevelopmentandcontinuousincreaseofwirelesscommunicationsservices，thewirelessspectrumresourceforutilizationbecomesmoreandmoresca

7、rce，andthespectrumshortagebecomesaseriousproblem．However,researchhasshownthatalargenumberofauthorizedspectrumsareinfreeatmosttime．Thisimbalanceofspectrumoccupancyandutilizationcausesgreatwasteofresources；andhowtoimproveauthorizedspectrumutilizationisbecomingahot

8、issueforconcern．Cognitiveradioisasettlement．Dynamicspectrumallocationalgorithmisakeystepincognitiveradiorealizationandinfluencesthespectrumutilizationtoagreatextent．S