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频谱性能与策略分析

来源:诚信论文网     更新时间:2013-06-10      文字:[    ]
频谱性能与策略分析
 
本文对认知用户频谱分配方式进行了相关研究,提出了三种集中式频谱分配策略,并进行了性能分析和参数优化。论文的研究成果如下。
(1) 在已有的集中控制频谱分配算法的基础上,提出了新的集中式频谱分配策略,分别为基于单缓存的集中式频谱分配策略、基于多缓存的闸门轮询频谱分配策略和限量轮询频谱分配策略。基于辅导硕士论文单缓存的集中式频谱分配策略中,所有认知用户共享同一个缓存,最大程度地保护了授权用户的传输权益。基于多缓存的闸门轮询频谱分配策略中,闸门轮询方法保证了认知用户频谱分配的自适应性。而在基于多缓存的限量轮询频谱分配策略中,采用轮询方法为拥有各自缓存的认知用户传输数据包,限定每次传输数据包的数量,保证了认知用户使用频谱的公平性。
(2) 考虑授权用户对频谱使用的抢占优先权,针对基于单缓存的集中式频谱分配策略,建立了服务过程可中断的 Geom/Geom/1 排队模型;针对基于多缓存的闸门轮询频谱分配策略,建立了服务过程可中断的闸门多重休假排队模型;针对基于多缓存的限量轮询频谱分配策略,建立了服务过程可中断的限量多重休假排队模型。相关数学模型的建立为系统的性能分析与参数优化奠定了基础。
(3) 分别采用嵌入马尔可夫链方法及再生循环法,给出相关排队模型的稳态解。针对不同的频谱分配策略,给出了认知用户数据包的平均响应时间、吞吐量、频谱切换率等性能指标的表达式,定量刻画了认知用户系统负载和授权用户到达率对系统性能指标的依赖关系。
(4) 针对所提出的三种集中式认知用户频谱分配策略,分别进行数值实验和系统仿真,揭示了不同性能指标间的折衷关系,通过构造利润函数和成本函数,给出了认知无线电网络中授权用户到达率的优化设计方案。
本文提出了新的认知用户集中式频谱分配策略,并进行了性能分析及系统优化,为认知无线电网络中频谱分配算法的改进提供了理论依据。本文的下一步研究工作可以考虑以下几个方面。
(1) 为了降低认知用户的传输中断率,为认知用户和授权用户设定不同的时间单位,引入超时隙的概念,完善集中式认知用户频谱分配策略。
(2) 结合实际应用,将数据包的到达间隔和传输时间设定为更一般的分布,为频谱分配策略建立更为合理的数学模型。

 


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