基于公平性的认知无线电频谱分配研究

摘要

随着无线通信技术的不断发展，作为无线通信载体的频谱资源短缺的问题也越来越严重。经过研究发现，造成频谱短缺的根本原因是传统的固定频谱分配方式造成的，所以动态频谱分配是解决此问题的一个很好的方法，而认知无线电技术采用的就是动态频谱分配技术。
　　为保证算法总效益受损不严重的情况下，而使用户间频谱分配公平性得到提高，本文提出了一种基于效益的频谱分配算法。即如果某些次用户同时分配了相同的频谱且发生了干扰，那么此算法会查看这些次用户使用这个频谱所产生的效益，如果相同则将频谱分配给已分配频谱数较少的次用户;否则会将频谱分配给产生效益较高的次用户。在本章后面对算法进行了仿真，仿真结果表明此算法比基于免疫克隆选择算法公平性要高而跟基于图论着色算法的公平性相差不多，但总效益并没有太大差别。
　　针对一段时间内稳定环境下的频谱分配公平性问题，提出了一种基于公平性的频谱分配算法。在此算法里，提出了一个“用户优先级”的概念。用户优先级是次用户对频谱分配权限的量化，而且会随着次用户在过去一段时间内等待分配频谱的时间或是在过去一段时间内分配的频谱数量的变化而变化。算法的目标是最大化总用户优先级，所以经过一段时间以后每个具有频谱使用权限的次用户都有可能分配到频谱。在本章后面对算法进行了仿真，仿真结果表明此算法确实能够在一段比较长的时间内使所有具有频谱使用权限的次用户分配到频谱，而基于免疫克隆选择、基于效益的频谱分配、基于图论着色算法则可能做不到。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 认知无线电频谱分配的研究现状

1．3 本文的研究内容及结构安排

2 认知无线电技术介绍

2．1 认知无线电的概念介绍

2．2 认知无线电频谱感知技术

2．3 认知无线电频谱分配技术

2．3．1 博弈论模型

2．3．2 拍卖模型

2．3．3 干扰温度模型

2．3．4 图论着色模型

2．4 认知无线电频谱切换技术

2．5 本章小结

3 基于效益的频谱分配算法

3．1 相关研究

3．2 基于效益的频谱分配算法

3．2．1 问题描述

3．2．2 算法设计

3．2．3 算法流程

3．3 仿真分析

3．4 本章小结

4 基于公平性的频谱分配算法

4．1 算法引入

4．2 基于公平性的频谱分配算法

4．2．1 算法思想

4．2．2 算法设计

4．2．3 算法流程

4．3 仿真分析

4．4 小结

5 结论与展望

5．1 论文主要工作总结

5．2 未来工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢