认知无线电网络MAC层频谱感知与频谱接入问题研究
发布时间：2023-09-16 09:46
无线通信技术在近些年的快速发展带来了对频谱资源需求的增长,而可用的频谱资源总量是一定的,其在未来会面临日益紧缺的境况,也因此得到了广泛关注。然而对于频谱资源的利用方式,还停留在固定划分的机制,显然这已经成为了制约提升频谱资源利用率的瓶颈。另外,目前仍存在一定量的频谱并未得到充分利用,例如偏远地区的电视频段等等,这种浪费情况也非常常见。些机构和研究单位(如FCC)开始寻找频谱资源高效利用的途径。近年来提出的认知无线电技术是很好的解决方案。它的核心是让授权用户与其他用户一起共享频谱资源。这需要无线用户装备能够根据网络状态变化而进行动态调整各种网络接入参数的能力。在过去的几年中,认知无线电技术已经取得了很大的进步,其理论知识也逐渐被构建完善。我们则重点研究了其中的MAC层关键技术问题,主要从三个方面展开。首先是频谱感知技术,这是具备认知能力的最核心最基础的功能,通过它可以得知频谱的使用状态；然后是频谱接入方面的研究,在检测到空闲机会频谱之后,需要调整相关网络参数进行频谱接入,如此才能提升频谱资源的利用率；最后我们创新地提出将二者相结合的思路进行研究,将二者中影响与制约频谱资源利用率、对授权用...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究现状概述
1.2.1 动态频谱分配
1.2.2 频谱共享机制
1.2.3 认知无线电
1.3 本文的主要研究内容与组织结构
1.4 本章小结
第二章 认知无线电网络基础知识
2.1 认知无线电技术
2.2 认知无线电网络的关键问题
2.2.1 频谱感知
2.2.2 无线资源管理
2.3 频谱感知技术
2.3.1 匹配滤波器检测
2.3.2 能量检测
2.3.3 特征检测
2.3.4 两步检测
2.3.5 其他检测
2.4 MAC层频谱感知技术
2.4.1 感知周期
2.4.2 感知时长
2.4.3 感知调度
2.4.4 合作频谱感知
2.5 无线资源管理
2.5.1 频谱分析
2.5.2 频谱分配与分享
2.5.3 频谱分配中关键问题
2.6 本章小结
第三章 可选检测周期频谱感知问题研究
3.1 研究背景
3.2 相关研究
3.3 系统模型
3.4 相关约束条件
3.5 可选检测周期频谱感知机制
3.5.1 算法定义
3.5.2 问题定义
3.5.3 空闲周期和忙碌周期的最优化关系
3.5.4 调度策略
3.6 实验仿真
3.6.1 仿真实验结果的讨论分析
3.7 本章小结
第四章 基于排队论的频谱分配与共享机制问题研究
4.1 研究背景
4.2 系统模型
4.2.1 网络模型
4.2.2 信道模型
4.2.3 感知模型
4.3 基于排队论的多用户频谱分配与分享机制
4.4 排队论模型
4.5 平均数据传输率分析
4.6 仿真实验
4.6.1 实验基本参数设置
4.6.2 干扰分析
4.6.3 次用户的平均数据传输率
4.7 本章小结
第五章 基于不同等级次用户的认知无线电网络频谱接入问题研究
5.1 研究背景
5.2 系统模型
5.3 马尔科夫链模型
5.3.1 状态变换
5.3.2 稳定状态概率
5.4 性能分析
5.4.1 阻塞概率
5.4.2 跳出概率
5.5 仿真实验结果分析与讨论
5.6 本章小结
第六章 结合频谱感知与频谱接入的MAC层认知无线电问题研究
6.1 研究背景
6.2 相关研究
6.3 系统模型
6.3.1 网络模型
6.3.2 信道模型
6.3.3 感知模型
6.4 多用户频谱感知与动态频谱接入机制
6.4.1 干扰分析
6.5 平均传输数据率分析
6.5.1 一次感知一条信道
6.5.2 一次感知所有信道
6.6 实验与结果分析
6.6.1 基本实验参数设置
6.6.2 分析中央控制结点处理请求的数量
6.6.3 对授权用户的干扰
6.6.4 次用户的平均数据传输率
6.7 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文的工作与主要创新点
7.2 进一步的工作
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3846787
【文章页数】：103 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究现状概述
1.2.1 动态频谱分配
1.2.2 频谱共享机制
1.2.3 认知无线电
1.3 本文的主要研究内容与组织结构
1.4 本章小结
第二章 认知无线电网络基础知识
2.1 认知无线电技术
2.2 认知无线电网络的关键问题
2.2.1 频谱感知
2.2.2 无线资源管理
2.3 频谱感知技术
2.3.1 匹配滤波器检测
2.3.2 能量检测
2.3.3 特征检测
2.3.4 两步检测
2.3.5 其他检测
2.4 MAC层频谱感知技术
2.4.1 感知周期
2.4.2 感知时长
2.4.3 感知调度
2.4.4 合作频谱感知
2.5 无线资源管理
2.5.1 频谱分析
2.5.2 频谱分配与分享
2.5.3 频谱分配中关键问题
2.6 本章小结
第三章 可选检测周期频谱感知问题研究
3.1 研究背景
3.2 相关研究
3.3 系统模型
3.4 相关约束条件
3.5 可选检测周期频谱感知机制
3.5.1 算法定义
3.5.2 问题定义
3.5.3 空闲周期和忙碌周期的最优化关系
3.5.4 调度策略
3.6 实验仿真
3.6.1 仿真实验结果的讨论分析
3.7 本章小结
第四章 基于排队论的频谱分配与共享机制问题研究
4.1 研究背景
4.2 系统模型
4.2.1 网络模型
4.2.2 信道模型
4.2.3 感知模型
4.3 基于排队论的多用户频谱分配与分享机制
4.4 排队论模型
4.5 平均数据传输率分析
4.6 仿真实验
4.6.1 实验基本参数设置
4.6.2 干扰分析
4.6.3 次用户的平均数据传输率
4.7 本章小结
第五章 基于不同等级次用户的认知无线电网络频谱接入问题研究
5.1 研究背景
5.2 系统模型
5.3 马尔科夫链模型
5.3.1 状态变换
5.3.2 稳定状态概率
5.4 性能分析
5.4.1 阻塞概率
5.4.2 跳出概率
5.5 仿真实验结果分析与讨论
5.6 本章小结
第六章 结合频谱感知与频谱接入的MAC层认知无线电问题研究
6.1 研究背景
6.2 相关研究
6.3 系统模型
6.3.1 网络模型
6.3.2 信道模型
6.3.3 感知模型
6.4 多用户频谱感知与动态频谱接入机制
6.4.1 干扰分析
6.5 平均传输数据率分析
6.5.1 一次感知一条信道
6.5.2 一次感知所有信道
6.6 实验与结果分析
6.6.1 基本实验参数设置
6.6.2 分析中央控制结点处理请求的数量
6.6.3 对授权用户的干扰
6.6.4 次用户的平均数据传输率
6.7 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文的工作与主要创新点
7.2 进一步的工作
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3846787
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/3846787.html