认知无线电网络中图着色频谱分配算法的研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目认知无线电网络中图着色频谱分配算法的研究作者姓名曹婷婷学位类别工学硕士指导教师卢辉斌2016年5月中图分类号：TN929.5学校代码：10216UDC：621.38密级：公开工学硕士学位论文认知无线电网络中图着色频谱分配算法的研究硕士研究生：曹婷婷导师：卢辉斌教授申请学位：工学硕士学科专业：信息与通信工程所在单位：信息科学与工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinElectronicandCommunicationEngineeringTHERESEARCHONSPECTRUMA

2、LLOCATIONALGORITHMBASEDONGRAPHCOLORINGINCOGNITIVERADIOByCaoTingtingSupervisor：ProfessorLuHuibinYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《认知无线电网络中图着色频谱分配算法的研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。

3、作者签字：日期：年月日摘要摘要无线通信技术起步并迅猛发展，导致了人们对频谱的需求量逐年递增。但是，能够用于分配的信道资源却越来越紧缺，这种现象对无线通信技术的发展起到了很大的阻碍作用，严重制约了信道资源利用率的提高。在这种情况下，科学家们引入了智能化的认知无线电(CognitiveRadio,CR)技术，通过主动学习和检测周围所处环境的信息，判断频谱资源的利用情况，一旦发现空闲频段的存在，立刻判断空闲频段对未通信认知用户的可用情况，若认知用户可利用此频段，就以机会的方式接入该信道。而当检测到有授权用户再次接入该信道时，认知用户必须立即退出。这种方式大大提升了频谱资源的利用率，减少了

4、“频谱空洞”的产生，有效降低了认知用户的等待时间。首先，本文介绍了认知无线电的关键技术及常用的频谱分配模型，对图着色模型的常用算法进行了分析，给出了MATLAB平台下的仿真结果，并对结果进行分析。其次，本文采用了基于MMR准则的CSGC频谱分配改进算法，引入了效益等级的概念，采用新的算法标号准则，并在算法中引入连通分支的思想。仿真证明，基于MMR准则的CSGC频谱分配改进算法很大程度上提升了瓶颈用户的效益，大大缩短了信道的分配时间，提高了算法的公平性。最后，对于频谱分配算法的研究，主要是针对稳定的网络。一旦网络环境发生变化，必须更新拓扑图，重新进行频谱分配，这种算法降低了其他节点的

5、通信效率，增加了时间开销和用户等待时间。针对此现象，本文研究了基于连通分支算法的频谱分配调整算法。仿真结果表明，调整算法大大缩短了信道分配时间，优化了网络性能。关键词：认知无线电；频谱分配；图着色；瓶颈用户；认知用户-I-AbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofinformationtechnology,thedemandforspectrumisgrowingrapidly.However,thechannelresourceswhichcanbeusedforallocationarelimited,thisphenomenonhass

6、eriouslyhamperedthedevelopmentofwirelesstechnology,whichrestrictstheimprovementoftheutilizationofchannelresources.Inordertosolvethisproblem,scientistsintroducedthetechnologyofintelligentcognitiveradio(CR),whichcanlearnanddetectthesurroundinginformation,judgetheutilizationofspectrumresource.Ift

7、herearesomeidlespectrumbands,theSUcanusethesebandsimmediately.WhenaPUisdetectedtobeconnectedtothechannelagain,theSUmustexitimmediately.Thismethodgreatlyimprovestheutilizationofspectrumresourcesandreducesthenumberof"spectrumholes",whiche