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56110字硕士毕业论文认知无线电网络中中继选择算法的研究

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:56110字
论点:频谱,无线电,认知
论文概述:

本文是无线电论文,本文基于认知无线电网络合作中继技术的背景,针对其中的合作中继选择问题进行了深入的研究,在现有的研究基础上提出了两种合作中继选择算法,并对其性能进行了分析

论文正文:

1导言

美国联邦通信委员会的研究表明,时域和空域间授权频谱利用率的变化范围是:这也表明,虽然当前的频谱分配和使用策略在过去能够更好地服务于无线通信网络的普及和商业化,但是它们仍然没有充分利用有价值的无线频谱资源,并且不能满足近年来激增的无线设备的无线频谱使用需求。因此,无线频谱资源的短缺和无线频谱的低利用率要求我们研究更新的技术和策略,以更有效地利用现有的无线频谱资源。根据国际学术界的最新研究成果,具有频谱感知功能的认知无线电网络可以作为一种系统的网络频谱管理技术来解决无线频谱利用率低的问题,值得学术界深入研究和实际应用。认知无线电技术是认知无线电网络的核心技术。认知无线电技术使网络中的用户能够在动态机制下使用和共享频谱。动态频谱技术使认知无线电设备能够在最佳可用信道上传输。具体而言,认知无线电技术可以使用户(决定哪个频谱可用,而用户可以在授权频谱信道上操作时检测授权用户的存在频谱感知。选择最佳可用的信道频谱管理。与其他用户合作,使用该信道进入频谱共享。当使用某个授权频谱时,检测到授权用户想要使用该频谱,并且及时释放该频谱的频谱切换。
...

2认知无线电网络技术和协作中继技术概述

2.1认知无线电网络技术
一旦选择了工作频带,认知无线电设备就可以立即开始通信。由于无线通信环境将随时间和空而变化,认知无线电设备应该能够跟踪无线通信环境中的变化。如果现有频谱不可用,频谱移动性管理功能将为现有设备提供无缝切换支持。网络环境中的任何变化,例如主用户的存在、传输用户的移动或设备传输期间传输流的变化,都将导致上述功能得以实现。上述参数不仅可以在通信开始时调整,而且可以根据通信过程中环境的变化随时调整。根据频谱特性,设备可以通过调整这些参数来实现以下目的:切换到不同的频段工作;使用适当的发送和接收参数;应采用适当的传输协议和调制方案。

2.2认知无线电网络架构
图2.5所示的网络架构由几个不同的网络组成:由主要用户和主要基站组成的主网络、基于固定基础设施的认知无线电网络以及使用移动自组织工作方法的认知无线电网络。具有不同硬件环境的认知无线电网络部署在复杂的无线网络环境中,包括授权频谱和未授权频谱。同时,认知无线电用户不仅可以通过多跳机制与其他用户通信,还可以接入基站进行通信。因此,该网络有三种接入方案。由于认知无线电网络既可以部署在授权频谱上,也可以部署在未授权频谱上,因此根据认知无线电设备是否在授权频谱上工作,认知无线电网络的功能也有不同的要求。因此,认知无线电网络的工作模式相应地分为两类:部署在授权频段和非授权频段的认知无线电网络,并分别进行描述。因为一些授权频带可能暂时产生主用户不使用的频谱空空穴。因此,认知无线电网络可以允许设备通过相关的认知无线电技术使用这些频谱空孔。在这种情况下,认知无线电网络和主网络使用相同的授权频带在相同的位置一起工作,如图2.6所示。

3基于停止理论的协作中继选择算法研究........19
3.1系统型号......19
3.2最佳停止政策……22
3.3算法分析..............................28
4多协作中继用户选择算法研究.............................40
4.1系统型号................................40
4.2合作中继用户数量的确定.......43
4.3最佳多站政策……43[/ Br/]5总结与展望……54
5.1工作总结......54
5.2未来展望...................55

4多协作中继用户选择算法研究

4.1系统型号
由于高清视频流要求高实时性,多协作中继用户选择算法也需要具有高效率。在此背景下,作者进一步研究和扩展了基于停止理论的协作中继选择算法,以满足选择多个协作中继用户分发视频分组的需求。本章主要研究基于多站理论的多协作中继用户选择算法。为了同时满足多个中继用户对数据传输的需求,对数据链路层协作中继传输协议进行了重新设计和规划。本章提出了一种基于多站理论的多协作中继用户选择算法,并给出了最优多站准则。本章还证明了网络中的通信双方都可以通过使用所提出的多用户选择算法获得系统的最大利益,即多协作中继用户选择算法具有最优性。本章最后进行了一系列仿真分析。仿真结果证明了该算法的优异性能,并展示了算法中一些可调参数对性能的影响。

4.2确定协作中继用户的数量
主用户执行多中继用户选择算法的关键步骤是确定协作中继用户的数量参数。从直观的分析可以看出,主用户可以选择更多的协作中继用户,以确保更好的系统性能,但这也将导致主用户在中继选择过程中花费更多的时间,并且网络中参与协作中继模式的用户消耗更多的能量。同时,本文的目的是提出两种协作中继选择算法,以保证高效率。考虑到以上两点,本章研究的多协作中继用户选择算法对协作中继用户数量的要求是选择满足通信服务质量的最小二次候选中继数量。
……

5摘要和前景

认知无线电技术作为一种能够满足下一代无线通信网络性能要求的新兴技术,最近受到了广泛关注。协作中继技术作为无线通信领域中对抗衰落效应的技术解决方案,也引起了学术界的关注。本文研究和分析了认知无线电网络中的协作中继选择技术。认知无线电网络技术是当前学术界和工业界极为关注的下一代通信网络的热点技术之一。认知无线电技术使网络中具有认知功能的设备能够感知网络中未使用的频谱资源,并智能调整自己的工作参数以使用这些频谱空孔,从而提高网络的频谱利用率,降低能量损耗。协作中继技术使得有效对抗无线通信中普遍存在的衰落效应,获得空之间的分集增益成为可能,从而保证双方的通信质量,提高网络吞吐量。认知无线电网络的协作中继技术使上述两种新的通信技术更紧密地融合在一起。目的是综合利用这两种技术在提高网络性能方面的优势,成为提高网络频谱利用率和抗衰落能力的综合技术解决方案。本文以认知无线电网络中的协作中继技术为背景,对协作中继选择问题进行了深入研究,在现有研究的基础上提出了两种协作中继选择算法,并对其性能进行了分析。
……

参考文献(省略)