基于改进敏感图着色算法的认知无线电频谱分配研究

摘要

认知无线电作为解决频谱资源日益紧张问题的首选方法越来越受到人们的关注，频谱分配作为认知无线电中重要的方法，也越来越受到人们的重视。颜色敏感图着色算法(CSGC)作为一种比较成熟的频谱分配算法，在实际应用的时候也能考虑到位置因素对于频谱分配的影响，所以本文将基于该模型进行研究。
　　本文首先综述了认知无线电及其相关技术，并且分析比较了流行的四个经典频谱分配的模型。选取其中比较贴近实际的图着色模型展开了后续的研究。随后，仿真分析了图着色模型当中，比较常见的四个模型，选取效果比较好的颜色敏感图着色理论进行了深入研究。
　　针对CSGC算法本身的频谱分配公平性问题，已经有学者提出了基于等待时间和带宽需求的改进CSGC算法。但是，在算法起始的阶段，等待时间对于算法公平性的影响相对较小。本文改进了等待时间的计算方法，提出一种基于等待公平性的改进CSGC算法(CSGC-WF)，可以提升算法频谱分配的公平性。并且给出了算法的流程图和步骤介绍，通过与现有算法以及经典的CSGC算法的对比仿真，表明了本文提出的基于等待公平性的改进CSGC算法(CSGC-WF)是具有更好的分配公平性的。
　　最后，在实际的情况下，频谱的分配公平性应考虑到用户自身的因素。所以，本文提出了一种基于节点优先级公平性的改进CSGC算法(CSGC-DS)，该算法在CSGC-WF算法基础之上，融合了吞吐量和误码率对于频谱分配的影响因素。通过与现有算法的对比分析，证明了本文提出的融合算法具有更好的分配效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究的主要内容

第2章 认知无线电技术与常见的频谱分配模型

2．1 认知无线电及相关技术介绍

2．1．1 频谱感知

2．1．2 频谱管理

2．1．3 频谱共享

2．1．4 应用领域

2．2 现有频谱分配算法模型

2．2．1 图论着色模型

2．2．2 干扰温度模型

2．2．3 拍卖竞价模型

2．2．4 博弈理论模型

2．3 本章小结

第3章 基于图论的频谱分配算法

3．1 图论介绍

3．1．1 图论的基本概念

3．1．2 图论着色模型的数学描述

3．2 基于图论着色模型的经典算法

3．2．1 列表着色贪婪算法

3．2．2 列表着色公平算法

3．2．3 颜色敏感的图着色算法

3．2．4 并行CSGC分配算法

3．3 基于图论的常见算法仿真及性能分析

3．3．1 列表着色贪婪算法与列表着色公平算法仿真及性能分析

3．3．2 CSGC算法与并行CSGC算法

3．4 本章小结

第4章 基于等待公平性的改进CSGC算法

4．1 CSGC-WF算法提出背景

4．1．1 CSGC-WF算法数学模型

4．1．2 CSGC-WF算法分配目标

4．2 CSGC-WF算法原理及流程

4．2．1 CSGC-WF算法原理

4．2．2 CSGC-WF算法流程

4．3 CSGC-WF算法仿真及结果分析

4．4 本章小结

第5章 基于节点优先级公平性的改进CSGC算法

5．1 算法提出背景

5．2 CSGC-DS算法原理及流程图

5．2．1 CSGC-DS算法原理

5．2．2 CSGC-DS算法流程

5．3 CSGC-DS算法仿真及分析

5．4 本章小结

结论

致谢

参考文献