基于分配调节因子及用户需求的频谱分配

摘要

动态频谱分配是认知无线电的一项关键技术，本文主要在认知无线电的频谱分配环节研究如何解决无线通信中频谱资源利用的两个问题。一方面，如何尽可能地保障系统的吞吐量;另一方面，如何公平地分配频带。
　　把传输速率作为系统吞吐量指标，本文先提出了一种认知无线电集中式通信网络中基于分配调节因子的颜色敏感图论着色并行分配算法。该算法在基于颜色敏感图论着色原理的最大化系统总传输速率着色规则的并行分配算法基础上，引入了新的分配调节因子，使得系统总传输速率预测值高的认知用户分配优先级低，已分配到频带数多的认知用户分配优先级低从而使分配算法兼顾系统总传输速率和认知用户间的分配公平性，同时由于采用了并行分配方法，分配时间开销少，仿真结果论证了这一结论。
　　但该算法未考虑保障认知用户通信质量的最低传输速率需求，可能导致最低传输速率需求小的认知用户获得很大的传输速率，而最低传输速率需求很大的认知用户获得的传输速率很小而无法保障通信质量，从而造成频带资源的不合理使用。
　　因此，本文在该算法的基础上，结合认知用户保障通信的最低传输速率需求，又提出了基于接入筛选机制的动态频谱分配方法。引入的新接入筛选机制原理为:每次分配开始前先判断干扰拓扑图中每个认知用户节点已获得的传输速率和接入所有待分配可用频带所获的传输速率之和是否满足认知用户保障通信质量的最低传输速率需求，不满足条件的认知用户不参与频带分配。仿真结果表明，引入了接入筛选机制的分配算法，在实现均衡系统总传输速率和分配公平性的同时，能够满足更多认知用户的最低传输速率需求，保障更多认知用户的通信质量，减少频谱资源的浪费。

目录

摘要

英文缩略语表

第一章 绪论

1．1 论文研究的背景

1．2 论文研究的国内外现状

1．3 论文的主要研究内容

1．4 论文的结构与安排

第二章 颜色敏感图论着色算法及其并行分配算法介绍

2．1 引言

2．2 频谱分配模型

2．2．1 图论干扰拓扑图模型

2．2．2 图论干扰拓扑图模型数学描述

2．3 颜色敏感图论着色算法描述

2．3．1 优化目标

2．3．2 着色规则

2．3．3 算法实现步骤及流程

2．4 并行分配算法描述

2．4．1 算法原理

2．4．2 算法实现步骤及流程

2．5 算法分配时间开销

2．6 实验仿真及性能分析

2．7 本章小结

第三章 基于分配调节因子的颜色敏感图论着色算法设计

3．1 算法提出背景

3．2 网络架构和协议体系选择

3．3 网络模型选择

3．4 频谱共享网络选择

3．5 频谱共享策略选择

3．6 分配算法目标选择

3．7 场景设置

3．8 分配模型建立

3．9 算法原理

3．10 算法实现步骤及流程

3．10．1 基于分配调节因子的CSGC算法设计

3．10．2 基于分配调节因子的并行分配算法设计

3．11 实验仿真及性能分析

3．12 本章小结

第四章 基于认知用户需求接入筛选机制的频谱分配方法设计

4．1 引言

4．2 接入筛选机制

4．2．1 引入背景

4．2．2 名词解释

4．2．3 机制原理

4．3 频谱分配步骤及流程设计

4．4 实施例

4．5 实验仿真及性能分析

4．5．1 性能指标

4．5．2 仿真及性能分析

4．6 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 本文总结

5．2 研究展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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