認(rèn)知環(huán)境下面向頻譜切換的信道選擇機(jī)制研究.pdf

1、認(rèn)知無線電是解決當(dāng)前頻譜資源匱乏的熱門技術(shù)，它通過感知無線環(huán)境，尋求可用頻譜資源，進(jìn)行智能、動(dòng)態(tài)地頻譜選擇，打破了傳統(tǒng)的以無線通信系統(tǒng)固定劃分頻譜資源的方式，從而提高了頻譜資源的利用率。頻譜切換是一種新型的切換，是認(rèn)知無線電關(guān)鍵技術(shù)之一，用于認(rèn)知用戶在必要時(shí)進(jìn)行頻段轉(zhuǎn)換。頻譜切換在很大程度上決定了頻譜的利用率和系統(tǒng)的吞吐量，因此，探索并建立高效的頻譜切換模型和切換信道選擇算法具有重要的理論與應(yīng)用價(jià)值。目前，針對認(rèn)知無線電頻譜切換的研究并

2、不多，為研究頻譜切換過程對認(rèn)知系統(tǒng)性能的影響以及設(shè)計(jì)出頻譜切換信道選擇算法以減少切換帶來的影響，是本文的研究目的。
　　 本文首先介紹了認(rèn)知無線電和頻譜切換的一些理論基礎(chǔ)，考慮到認(rèn)知無線電環(huán)境中空閑頻譜的特性差異，利用多特性決策理論對各頻譜特性進(jìn)行理論分析，引入切換風(fēng)險(xiǎn)概念對頻譜特性進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，將切換風(fēng)險(xiǎn)最小化作為切換頻譜選擇的重要參考依據(jù)，利用蟻群任務(wù)分配模型對認(rèn)知無線電切換頻譜的選擇進(jìn)行建模，提出了基于多風(fēng)險(xiǎn)切換的頻譜選擇

3、算法。仿真結(jié)果表明，通過該算法，認(rèn)知用戶能“智能”地選擇切換風(fēng)險(xiǎn)小的頻譜，選出的頻譜在系統(tǒng)各個(gè)性能上表現(xiàn)較好，降低了認(rèn)知用戶的切換概率。授權(quán)用戶對頻譜的占用具有不確定性，當(dāng)有頻譜切換請求時(shí)，對空閑頻譜的感知?jiǎng)荼貛砀蟮难舆t，如果能預(yù)測某頻譜在下一個(gè)狀態(tài)的可用性，將大大降低感知帶來的時(shí)延，為此，本論文引入基于經(jīng)歷一加權(quán)的學(xué)習(xí)算法，通過對各授權(quán)頻譜歷史占用情況的加權(quán)學(xué)習(xí)，預(yù)測頻譜切換發(fā)生時(shí)，各頻譜在下一時(shí)刻空閑的概率，結(jié)合各授權(quán)頻譜在切換