认知无线网络中信道选择和用户协作的研究

《认知无线网络中信道选择和用户协作的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：盔．主茎丑虱日期：型空：鱼：!f关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，l

2、ip．研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名：筮童麴旦日期：逆2曼!墨，!!导师签名：-二形会荔争二一日期：1吝毕4名'_鲈二—■■■■■■—●●-．1lJl●1IN

3、VESTIGATIONOFCHANNELSELECTIONANDUSERCOOPERATIONINCOGNITIVEI乙蝴IONETWORKSADissertationSUBMITTEDTOTHEFAULTYOFTHEGRADUATESCHOOLOFBEIJINGUNIVERSITYOFPOSTSANDTELECOMMUNICATIONSBYYuanGuangxiangFortheDegreeofDOCTOROFPHILOSOPHYIN。’SIGNALANDINFORMATIONPROCESSINGProf．Wenbo

4、Wang,Ph．D．supervisorBeijing，ChinaAPRIL2010北京邮电大学博士学位论文摘要认知无线网络中的信道选择和用户协作研究摘要由于现有的频谱分配和管理策略存在着频谱利用率不高、分配不够灵活等问题，工业界和学术界研究使用认知无线电来实现动态的频谱接入，以提高频谱利用率。目前，采用认知无线电技术的认知用户是通过对授权频段的检测以寻找空闲状态信道实现动态频谱接入。由于空闲资源的出现具有随机性，如果认知用户采用随机的方式选择授权频段进行检测以寻找空闲信道，那么频谱选择的盲目性将导致认知用户的频谱检测

5、效率的降低，使得认知用户的传输质量难以得到保障，尤其是对于有传输速率和时延要求的认知用户。同时，频繁的频谱检测和切换也会耗费认知用户的有效传输时间，这将限制频谱利用率的提高。为此，如何在认知用户的频谱感知、接入和切换的过程中引入机器学习，实现智能化地选择目标信道，以提高认知用户的频谱检测效率，保障传输质量是目前认知无线网络中的研究热点。本论文针对认知无线网络中的信道选择问题，对基于业务统计学习和预测的频谱感知进行了深入研究，研究给出了具体的业务预测方法和频谱感知策略。随后论文研究提出基于多用户协作的信道选择方法，并给出

6、了用户协作方法和信息处理算法。论文最后将研究扩展至用户协作传输，并给出了协作传输协议和用户队列稳定域模型。首先，本论文对基于业务统计学习和预测的频谱感知给出了实现业务认知的功能架构。论文分别对采用基于业务统计学习和预测的频谱感知和采用随机选择授权频段的频谱感知的认知用户的丢包率和吞吐量进行了理论分析和性能建模，其中基于业务统计学习和预测的频谱感知的性能模型能够支持对不同的业务预测算法的应用性能评估。同时，为了对不同的业务预测算法性能进行深入评估，论文还给出了当认知用户能够确知信道未来状态时达到的性能上界的数学模型。其次

7、，在对采用基于业务预测的频谱感知策略的认知用户性能研究基础上，本论文提出了一种多用户协作信道选择方法，并提出了基于贝叶北京邮电大学博士学位论文摘要斯理论的信息处理算法，以实现对用户协作信息的融合和对目标信道特性的推理。同时，论文给出了信息融合过程中的目标值和其对应不确定度的更新方法及其数学描述。在对多用户协作信道选择方法的性能评估中，研究给出了信道选择时延计算模型，并通过仿真，评估了协作信息的分布和更新概率因子对用户协作信道选择方法性能的影响。最后，本论文将用户协作信道选择拓展至用户协作传输，提出了用户伺机协作中继传输

8、协议。该协议利用用户的空闲时隙进行协作中继传输，为系统提供分集增益，提高传输的可靠性。同时，该协议可支持认知用户之间以及授权用户和认知用户之间的协作。现有的对协作分集的研究主要集中在物理层性能增益的分析上，而本论文从分析网络高层协议性能出发，对协作用户队列的稳定域和吞吐量进行了理论研究，并给出了配对协作用户在任意时隙分配比例下的最