认知无线电基于设备的频谱管理方案的MAC层协议研究

摘要

对于无中心的分布式认知无线电网络，本文针对一种非合作的基于设备的频谱管理方案进行了MAC层协议设计，并在此基础上进行了系统仿真和分析。
　　首先，进行了基于设备的认知无线电网络频谱管理系统的设计，给出了认知用户的频谱管理流程和频谱选择器组件的工作流程，在此基础上引入了5个信道分配规则。
　　其次，结合传统的IEEE802.11MAC层协议和认知无线电MAC的特点，为该方案设计了认知无线电MAC层协议。
　　最后，本文基于Matlab软件对该认知无线电方案进行了系统的仿真和研究。通过仿真分析表明，基于设备的频谱管理方案可以实现认知无线网络频谱资源的有效管理；网络设备的位置和整个网络的性能具有强相关性；主用户的出现会减少可用的信道数量，从而影响这个系统的性能；5种信道分配规则都是兼顾了可用频谱利用的有效性，公平性，通信开销的折中方案。

目录

认知无线电基于设备的频谱管理方案的MAC 层协议研究

RESEARCH ON DEVICE BASED SPECTRUMMANAGEMENT MAC LAYER FORCONGNITIVE RADIO

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.1.1 认知无线电

1.1.2 认知无线电的频谱管理

1.1.3 认知无线电的研究现状

1.1.4 非合作的分布式频谱管理

1.2 本课题的主要研究内容

第2章 基于设备的频谱管理方法研究

2.1 引言

2.2 基于设备的频谱管理系统

2.3 基于设备的频谱管理规则

2.4 本章小结

第3章 基于设备的频谱管理方案MAC层协议设计

3.1 引言

3.2 IEEE 802.11 MAC层协议研究

3.2.1 IEEE 802.11MAC访问模式与时机

3.2.2 载波监听功能和网络分配矢量

3.3 基于设备的频谱管理方案的认知无线电MAC层协议

3.3.1 认知无线电MAC的基本时隙结构和每个时隙的操作顺序

3.3.2 无冲突的信道分配规则的信道获取过程

3.3.3 基于竞争信道分配规则的信道获取过程

3.4 本章小结

第4章 基于设备的频谱管理方法的仿真研究

4.1 引言

4.2 系统仿真设置

4.3 基于一种典型网络拓扑结构的仿真分析

4.3.1 基于网络总带宽的仿真分析

4.3.2 基于网络公平性的仿真分析

4.4 网络拓扑结构对于系统性能影响的仿真分析

4.4.1 基于规则1的网络总带宽的仿真分析

4.4.2 基于规则1的网络公平性的仿真分析

4.5 主用户的出现对于网络的性能影响

4.5.1 基于规则1的网络总带宽的仿真分析

4.5.2 基于规则1的网络公平性的仿真分析

4.6 基于5种规则所需要的通信量比较

4.7 仿真分析的结论

4.8 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢

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