基于图论的认知用户QoS保证机制研究

摘要

无线频谱是重要的基础性战略资源。近些年，随着无线设备数量的大量激增，对于频谱资源的依赖程度大幅度增加。但是目前，频谱划分还是由国家电信管理部门掌握，遵循理念为特定频段只能完成特定的业务要求。这种规定使频谱资源在利用上出现一个相互矛盾的现象：在无法满足大量需求的同时，授权频段还存在相当的空闲。认知无线电就是为了解决这个问题而被提出和研究的。
　　基于认知无线电的环境背景，本文研究重点侧重于认知用户QoS保证问题。在认知网络中，存在非频谱授权使用者（认知用户），其在网络中的权限属于伺机接入，同时，认知网络一个很重要特性是不允许认知用户对授权用户（主用户）造成传输上的过大干扰。所以，认知用户普遍拥有较低的QoS保证。针对于此，本文在如何保证认知网络中认知用户QoS做了较为深入研究，并且，将研究范围集中在无线电频谱分配这一重要环节之中。其中主要研究内容包括：
　　（1）针对具体问题，指出研究的先决条件是认知用户 QoS分级策略。因为涉及到关于QoS多参数的联合判决，考虑在认知无线电环境特点下，提出二阶模糊判决算法来完成用户QoS等级划分。
　　（2）在 QoS分级后，提出研究的物理背景和目标，指出研究方法的核心。在认知网络大框架下，提出认知用户被打断是影响QoS主要因素。为保证认知用户，分析信道对于每一个用户的传输质量，根据质量估算出用户在信道中大致传输时间，通过计算满足要求的信道在用户传输时间内主用户的到达概率大小来定义信道的适合程度，进而选择候选信道。
　　（3）最后依据图论匹配方案，提出了两种针对于用户和信道匹配算法，分析了两种方法的性能并且给出了单个算法的仿真结果，算法对比的仿真结果。通过这些仿真图形，验证每一种方案性能指标。同时，为了更具体保证认知用户QoS，假设系统运行中部分认知用户因主用户的加入发生被迫转移情况。简要提出认知用户信道转移策略，通过高低等级用户不同待遇，进一步完成本文目标。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 认知无线电QoS保证问题研究现状

1.3 学位论文的主要研究内容和结构

第2章 认知用户QoS分级策略

2.1 引言

2.2 基于模糊理论的QoS分级

2.3 本章小结

第3章 基于QoS保证的信道分析

3.1 引言

3.2 系统模型分析

3.3 信道状态分析估计

3.4 本章小结

第4章 基于QoS保证的图匹配频谱分配算法

4.1 引言

4.2 图论模型构建

4.3 匹配算法分析

4.4 系统运行中认知用户转移策略

4.5 系统分级对QoS性能保证仿真

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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