基于頻譜預測的認知無線電混合頻譜切換策略研究

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1、分類號：ＴＮ９２９．Ｓ單位代碼；１０１８３２０１３５２４０３３密；研究生學號：級公開參吉林大學碩女學位論文專業(yè)學他（）基于頻譜預測的認知無線電混合頻譜切換策略研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｉｘｅｄＳｐｅｃｔｒｕｍＨａｎｄｏｆｆＳｔｒａｔｅｇｙｉｎＣｏｇｎｉｔｉｖｅＲａｄｉｏＢａｓｅｄｏｎＳｐｅｃｔｒｕｍＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎ作者姓名；臧薇類別：工程碩±領域（方向）；電子與通信工程指導教師：趙曉巧教授培養(yǎng)單位；通信工程學院２０１６年６月未經本論文作者的書面授權，依法收存和保管本論文書面版

2、本、電子版本的任何單位和個人，均不得對本論文的全部或部分內容進行任何形式的復制、修巧、發(fā)行、出租、改編等有礙作者著作權的商業(yè)性使用（但純學術性使用不在此限）。否則，應承擔侵權的法律責任。吉林大學碩±學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交學位論文，是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。隊文中己經注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中Ｗ明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名日期：年玄月日———

3、————————————————————————————基于頻譜預測的認知無線電混合頻譜切換策略研究———————————————————————————————ResearchonMixedSpectrumHandoffStrategyBasedonSpectrumPredictioninCognitiveRadio———————————————————————————————作者姓名：臧薇領域（方向）：電子與通信工程指導教師：趙曉暉教授類別：工程碩士答辯日期：2016年6月5日基于頻譜預測的認知無線電混合頻譜切換策略研究摘要無線頻譜是一種無線通信中的寶貴資源。隨著無線

4、通信業(yè)務的快速發(fā)展，傳統的靜態(tài)頻譜分配方式已經無法滿足用戶逐步增長的通信需求，由此，使用動態(tài)、高效的頻譜分配方案是非常有必要的。認知無線電技術允許認知用戶動態(tài)地占用環(huán)境中的空閑頻譜，可以大大地提高頻譜利用率，因而被認為是解決頻譜資源緊缺問題的新技術之一。由于授權用戶是頻譜資源的購買者，所以其通信質量必須得到保障。認知用戶臨時接入到頻譜空穴進行通信，一旦發(fā)覺授權用戶再次返回到正在被占用的信道，不論何時何地，認知用戶必須馬上退出頻譜，保證不對授權用戶的數據傳輸造成干擾。在這種情況下，認知用戶為了保證自身的通信能夠連續(xù)進行，就必須找到其它的可用頻譜資源，并且快速、平滑地切換到可

5、以進行通信的信道中。然而，在實際的無線通信環(huán)境中，授權用戶的業(yè)務到達具有隨機性，授權用戶和認知用戶之間的相互影響難以避免，認知用戶隨時都面臨著難以預測的傳輸中斷。為了減少授權用戶和認知用戶間的碰撞，保護用戶的業(yè)務需求，本文在由主用戶返回授權頻段通信引起認知用戶切換的這一種場景下，針對頻譜切換過程中目標信道選擇機制和切換時機判別這兩個方面的問題進行了相關的研究。頻譜切換作為認知無線電的一項關鍵技術，一經提出就在學術界和工業(yè)界中引起廣泛關注。本文首先對認知無線電頻譜切換技術的相關概念進行了簡單介紹。然后，對認知節(jié)點的工作模式進行了說明，并且根據觀測授權用戶的活動特性,建立了信

6、道使用狀態(tài)的ON-OFF模型。對現有的信道可用時長預測算法進行了改進，提出了基于信道可用時長預測的兩種頻譜切換策略。通過仿真分析，驗證了與傳統的隨機被動切換策略相比較，這種基于信道可用時長預測的主動切換策略能夠大大降低認知用戶和授權用戶之間的碰撞概率，驗證了切換策略的有效性。為了能對認知用戶頻譜切換的次數進行合理控制，本文通過群體智能系統的任務分配閾值模型與分布式網絡頻譜選擇進行類比分析，將信道可用時長估計算法與群體智能閾值模型算法相結合，提出了更適用于分布式認知網絡的基于預測的混合頻譜切換策略，實現了不同用戶按照需求動態(tài)進行頻譜切換決策。通過對多種切換策略的仿真對比分析

7、，證明了本文所提出的混合頻譜切換方案在減少碰撞概率的基礎上，實現了對認知用戶切換次數進行合理控制，減少了認知用戶通信的總時長。I關鍵詞：認知無線電，混合頻譜切換策略，頻譜預測，群體智能，任務分配IIResearchonMixedSpectrumHandoffStrategyinCognitiveRadioBasedonSpectrumPredictionABSTRACTRadiospectrumisanon-renewableandpreciousresource.Withtherapiddevelopmentofwirele