基于馬爾科夫鏈的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的頻譜分配算法研究.pdf

1、近年來，無線通信技術(shù)的不斷進(jìn)步和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展給人們的生活帶來了極大的方便。而現(xiàn)有的無線通信頻譜資源總量少且利用率低，制約著無線技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)于無線業(yè)務(wù)需求的滿足，通過調(diào)查顯示，對(duì)現(xiàn)有資源利用率低是導(dǎo)致頻譜資源日益緊張的主要原因，所以提高現(xiàn)有頻譜資源的利用率比開放新的頻譜資源更有意義。認(rèn)知無線電(Cognitive Radio，簡(jiǎn)稱CR)是解決頻譜資源利用率低的有效措施，以往人們對(duì)于認(rèn)知無線電技術(shù)中的頻譜分配研究主要集中在

2、非授權(quán)用戶的阻塞率和吞吐率兩項(xiàng)性能指標(biāo)，而且服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service,簡(jiǎn)稱QoS）保證也主要是降低非授權(quán)用戶對(duì)授權(quán)用戶的干擾。但是，隨著人們對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的需求多樣化以及授權(quán)用戶對(duì)信道占用的動(dòng)態(tài)特性，有限的帶寬資源與復(fù)雜多變的信道特性導(dǎo)致的高誤碼率，限制了那些對(duì)帶寬、時(shí)延有較高要求的視頻、語音等多媒體實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)（Cognitive Radio Networks,簡(jiǎn)稱CRNs）中的應(yīng)用，給我們研究CRN

3、s頻譜資源共享技術(shù)提出的巨大挑戰(zhàn)。本文的主要研究特點(diǎn)如下：
　　1、對(duì)動(dòng)態(tài)頻譜接入（Dynamic Spectrum Access,簡(jiǎn)稱DSA）進(jìn)行分析，建立一個(gè)同時(shí)提供實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)（real-time service，簡(jiǎn)稱RT）和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)（non-real-time service，簡(jiǎn)稱NRT）的CRNs頻譜分配5維馬爾可夫鏈（Markov chain）模型，當(dāng)CRNs中用戶流量在一定時(shí)間段內(nèi)處于穩(wěn)定狀態(tài)，該模型比傳統(tǒng)用于CRNs

4、性能分析的ON/OFF信道狀態(tài)模型具有較低的運(yùn)算時(shí)間復(fù)雜度；
　　2、針對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在系統(tǒng)性能上的不同需求，結(jié)合認(rèn)知用戶自身的QoS需求特性，將這兩種認(rèn)知用戶劃分為不同優(yōu)先級(jí)，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)具有相對(duì)較高的優(yōu)先級(jí)，非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)具有較低的優(yōu)先級(jí)。采用了為非授權(quán)用戶提供緩沖區(qū)、非授權(quán)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)被取代時(shí)優(yōu)先切換到空閑信道以及緩沖區(qū)中非授權(quán)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)優(yōu)先返回空閑信道等內(nèi)部?jī)?yōu)化策略；
　　3、利用剔除控制（Eviction control