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计算机应用研究 2015年第7期32卷 2097-2100页

作者：薛伟张东东宋成君江南大学物联网工程学院江苏无锡214122

频谱接入技术的关键是解决认知用户如何选择合适的空闲信道以及认知用户间如何实现频谱共享。在公共控制信道较难获得的情况下,基于部分可观测Markov决策过程(POMDP)的频谱预测算法,可以显著地提高系统的吞吐量;由于认知用户之间缺少接... 详细信息

频谱接入技术的关键是解决认知用户如何选择合适的空闲信道以及认知用户间如何实现频谱共享。在公共控制信道较难获得的情况下,基于部分可观测Markov决策过程(POMDP)的频谱预测算法,可以显著地提高系统的吞吐量;由于认知用户之间缺少接入信息的交换,使得多个认知用户在同一时隙接入同一信道的冲突概率较大。针对多用户竞争冲突问题,通过引入竞争反馈的偏差因子,并利用均衡的混合信道选择策略对认知无线网络动态频谱接入过程进行研究。通过大量仿真对认知用户的吞吐量和频谱利用率以及碰撞率进行分析,研究表明,均衡的混合信道选择策略可以有效地提高系统的吞吐量及频谱利用率。

关键词：动态频谱接入 POMDP 偏差因子均衡信道选择策略

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基于OFDMA的认知用户有效吞吐量研究

基于OFDMA的认知用户有效吞吐量研究

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作者：刘达明苏州大学

学位级别：硕士

认知无线电(Cognitive Radio, CR)技术在不对主用户(Primary User, PU)产生干扰的前提下,把某时某地暂时空闲的授权频段交给认知用户(Secondary User, SU)伺机使用,极大地提高了频谱的使用效率。被认为是解决目前可用频谱资源日益稀缺... 详细信息

认知无线电(Cognitive Radio, CR)技术在不对主用户(Primary User, PU)产生干扰的前提下,把某时某地暂时空闲的授权频段交给认知用户(Secondary User, SU)伺机使用,极大地提高了频谱的使用效率。被认为是解决目前可用频谱资源日益稀缺的最佳方案。认知无线电由多个大的研究模块构成,是一个复杂的系统工程,目前尚未实用化。本文主要研究了认知用户使用OFDMA调制技术共享访问授权信道时的吞吐量优化问题。文中首先讨论了主用户对其授权信道的使用情况,得出主用户信道状态持续时间的指数分布模型。接着说明了OFDMA在物理层调制传输的子信道化方案。由此引出认知用户在周期性频谱检测和数据传输的共享访问模型中,OFDMA调制占用的信道数和认知用户传输态的持续时间长度对其有效吞吐量的影响,给出了认知用户有效吞吐量的理论分析表达式和实际模型的蒙特卡洛仿真图。在此基础上,进一步比较了认知用户访问接入时的两种信道选择策略。这两种策略对认知用户有效吞吐量的影响依据其占用信道数的多少而各有优势。最后提出次干扰时间率(Secondary Interference Time Ratio, SITR)的概念,并就对认知用户的吞吐量影响给出了仿真图。SITR的限定在降低认知用户对主用户干扰的同时,也使自身的吞吐量严重下降。

关键词：认知用户 OFDMA 有效吞吐量信道选择策略次干扰时间率

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Enhancing Performance in Multi Channel Wireless Networks Using Channel Selection Strategies

Enhancing Performance in Multi Channel Wireless Networks Usi...

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作者： Devkota Yuba Raj 华中科技大学

学位级别：硕士

Multi-channel Medium Access Control （MAC） protocols have been used to improve the performance in IEEE 802.11 wireless standard. In‘n’channel environment, practically it is impossible to increase the performance by‘n’times however improvements can be made as near as possible. This paper uses ns-2 simulations to show the improvement of performance in multi channel environment than IEEE 802.11 DCF environment. Ns-2.29 is extended with Hyacinth framework to work in multi-channel environment. IEEE 802.11 DCF is modified to work in multi-channel environment. The MAC protocol used is Dedicated Control Channel MAC Protocol and Receiver Based Channel Selection Strategy is studied. The common multi channel hidden terminal problem has been an issue in multi-channel environment and it is shown that Multi channel MAC has better approach to solve that problem. The channel selection scheme reduces the frame losses and improves performance. The performance metrics studied to compare two protocols are throughput, delay and throughput with increased packet size. The IEEE 802.11 DCF protocol is modified so that it can work in the multi-interface framework. Multi-channel environment increases the performance of a wireless system but it also complicates the process. There are various issues [28] [42] [45] in multi-channel framework and each of them have to be deal with ease. Although improving the throughput in‘n’channel environment by‘n’times is limited only in ideal case, however, throughput can go as much as possible. The simulation performed later in chapter, increases throughput by about 40% and explained that increasing the packet size can increase the throughput but within certain criteria. The performance also depends on how well the channel selection is done. In IEEE 802.11 DCF, there is no need to choose the channel being it a single channel but in multi-channel interface, it is necessary to choose a suitable channel. My work includes Receiver Based Channel Selection

关键词：多频道无线网路介质访问控制协议信道选择策略吞吐量

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认知无线网络动态频谱接入研究

认知无线网络动态频谱接入研究

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作者：张东东江南大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的飞速发展,无线通信系统需要更多的频谱用以满足不同的应用需求,频谱资源紧缺的问题变得日益严峻。研究表明：传统的静态频谱使用策略下几乎所有可分配的频谱资源都已被占用。频谱资源紧缺性与服务需求的增长之间的矛... 详细信息

随着无线通信技术的飞速发展,无线通信系统需要更多的频谱用以满足不同的应用需求,频谱资源紧缺的问题变得日益严峻。研究表明：传统的静态频谱使用策略下几乎所有可分配的频谱资源都已被占用。频谱资源紧缺性与服务需求的增长之间的矛盾制约着无线通信行业的发展。然而与频谱资源紧缺形成鲜明对比的是,现有的授权频谱并未得以充分利用,频谱机会普遍存在。为了更充分地利用现有的授权频谱,一些学者提出了认知无线电(CR, Cognitive Radio)的概念,它是一种新型自适应的智能无线通信系统,可以有效提高频谱的使用效率。其中,频谱接入作为认知无线电的关键技术受到学术界和产业界的广泛关注。在认知无线电动态频谱接入技术深入研究的过程中,机会式频谱接入中的频谱预测算法倍受关注。在公共控制信道较难获得的情况下,基于部分可观察马尔科夫决策过程的频谱预测算法,可以显著的提高系统的频谱使用效率。因此,本论文着重研究了基于部分可观察马尔科夫模型的频谱预测接入算法。本论文主要研究内容如下：认知无线电动态频谱接入技术中基于部分可观察马尔科夫决策过程(POMDP, Partially Observable Markov Decision Process)模型的频谱预测接入算法,主要包括基于POMDP的最优策略,平衡系统性能和计算量的POMDP次优策略,以及多认知用户POMDP接入算法。现有基于POMDP的频谱预测算法中,由于缺少公共控制信道,导致现有算法在多认知用户的情况下性能较差。为了解决这种问题,本文考虑POMDP预测收益和认知用户间碰撞率两方面的因素,采用均衡的混合信道选择策略。通过理论和仿真验证了模型建立的可行性,并对系统的吞吐量、频谱利用率以及碰撞率进行了对比分析。认知无线电动态频谱接入技术中可通过综合考虑频谱使用和信道容量两个方面的频谱特征,来实现频谱使用效率的提高。在频谱使用特征方面运用POMDP模型进行预测,可以有效地获得授权用户的频谱占用情况。在信道容量方面通过适量选择原则,能够实现不同认知用户对信道容量的不同需要。文中通过融合频谱使用特征和信道容量特征的接入策略,对认知无线电动态频谱接入进行建模分析。通过理论和仿真证明了,融合接入策略使认知用户间在没有交换信息的情况下,可选择收益最优的信道接入,同时又能够满足认知系统对于信道容量的需求。

关键词：认知无线电动态频谱接入 POMDP 信道选择策略频谱特征

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