基于CPN模型的認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)移動(dòng)性管理策略研究.pdf

1、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，帶來(lái)了無(wú)線新業(yè)務(wù)的多樣化增長(zhǎng)和用戶需求的日益增加。認(rèn)知無(wú)線電（Cognitive Radio, CR）技術(shù)能夠充分利用有限的頻譜資源滿足用戶不斷增長(zhǎng)的通信需求，緩解固定頻譜分配政策帶來(lái)的頻譜資源匱乏問(wèn)題。CR系統(tǒng)中用戶的頻譜接入和頻譜切換動(dòng)作會(huì)引起通信時(shí)延、丟包、甚至通信中斷以及系統(tǒng)擁塞，因此研究隨機(jī)接入和切換狀態(tài)下的頻譜移動(dòng)性管理（Spectrum Mobility Management, SMM）問(wèn)題對(duì)于提高

2、通信系統(tǒng)整體性能非常重要。在認(rèn)知無(wú)線電的知識(shí)背景下，通過(guò)科學(xué)合理的隨機(jī)服務(wù)模型描述業(yè)務(wù)的隨機(jī)特性，有助于制定好的移動(dòng)性管理策略并量化其可靠性。傳統(tǒng)Markov模型不能夠正確反映業(yè)務(wù)源的記憶特性，而且隨著信道數(shù)/資源數(shù)的增多，模型難免會(huì)產(chǎn)生狀態(tài)空間爆炸問(wèn)題。
　　本文立足于著色Petri網(wǎng)（Colored Petri Nets, CPN）研究頻譜移動(dòng)性管理問(wèn)題，著重分析了認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜接入策略和多業(yè)務(wù)通信系統(tǒng)中頻譜切換策略的C

3、PN模型。主要工作如下：研究了認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的機(jī)會(huì)頻譜接入策略和基于次用戶等待機(jī)制的頻譜接入策略，建立相應(yīng)的CPN模型。通過(guò)分析用戶到達(dá)率和系統(tǒng)信道數(shù)目對(duì)阻塞概率的影響，將CPN模型與傳統(tǒng)Markov分析方法加以比較。結(jié)果表明CPN模型不但能夠?qū)崿F(xiàn)Markov語(yǔ)義的分析方法，而且其分層結(jié)構(gòu)能夠處理復(fù)雜系統(tǒng)的狀態(tài)空間爆炸問(wèn)題。隨后，應(yīng)用CPN模型研究系統(tǒng)的非穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)特性，說(shuō)明該模型能夠克服Markov穩(wěn)態(tài)求解過(guò)程的約束。針對(duì)系統(tǒng)存在多種