认知无线电的联合频谱检测与共享算法

提出一种基于信任度因子的频谱空穴检测模型以确认频谱机会.当能量以信任度因子为1分布于检测区域时,认知用户将发送1 bit量化值以报告侦听结果;否则,认知用户将发送2 bit量化值.评估了平均侦听比特数和漏检概率的性能.基于此模型,给出一种多跳认知无线电网络的频谱共享算法.它允许激活认知用户节点以一定的接入概率充分利用分配给其他认知用户的时隙进行通信.同时,算法还采用基于发射码字的传输机制,即每个激活认知用户都有自己唯一的发射码.进一步地,推导出系统吞吐量,即被定义为平均成功传输的概率和能耗公式.最后,通过仿真评估了系统性能.     

适合于感知无线电网络的动态信道分配和注水功率联合的算法

随着无线通信技术的飞速发展,传统的静态频谱分配机制与频谱实际需求之间的矛盾日益显著,频谱短缺现象日益严重.频谱资源的利用率问题成为未来移动通信发展的一大瓶颈.有效的信道分配机制能够改善无线资源的使用效率.本文将注水功率分配算法和动态信道分配算法相结合,提出一种基于小区的分布式动态信道分配算法.此算法针对感知无线电网络频谱变化的环境和多业务的环境能够提供优越的性能和自适应能力.与其他基于小区的动态信道分配算法相比,此算法考虑用户之间的公平性,显著提高频谱使用效率.     

OFDMA多跳中继网络中基于能效的频谱规划策略

OFDMA中继网络的频谱规划是解决小区内全部资源如何分配给3种链路(直传链路、基站到中继站链路和中继站到用户链路)有效使用的问题。现有的动态频谱规划策略都是根据链路负载需求或干扰情况等,以提高系统吞吐量为目标进行频谱规划。本文针对OFDMA多跳中继网络,综合考虑用户的速率需求、信道质量和干扰情况,以能效为优化目标提出一种基于能效的动态频谱规划策略。基于实际系统中离散的自适应调制编码AMC(Adaptive Modulation and Coding Scheme)建立能效最优化频谱规划模型,并采用最优化理论中的整数规划对模型进行求解。仿真结果表明,基于能效的频谱规划策略在保证用户速率需求的情况下可降低总发射能量,提高能量使用效率,并对用户不均匀分布场景有较强的适应性。     

一种分布式协同优化的认知无线电网络频谱检测算法

针对动态认知无线电网络中频谱检测性能与资源消耗之间的矛盾,提出一种分布式协同优化的频谱检测算法.设置双门限将认知用户分成可信组和非完全可信组.采用次梯度法对频谱检测效用函数进行分布式协同优化,动态调整能量检测阈值,提高动态变化网络环境中的非完全可信认知用户检测结果的准确性,并根据优化过程的收敛速率,从中选择参与协作的认知用户.最后融合中心通过加权融合获得频谱检测结果.仿真实验和分析表明算法在提高认知用户频谱检测准确性和检测速度的同时,降低了网络开销.     

高铁环境下基于QoS用户业务的公平性功率分配算法

鉴于高速铁路(HSRs)通信业务的多样性,侧重于单一类型业务的传输优化方案,已无法满足用户业务服务质量(QoS)差异性显著提升的需求。针对HSRs通信环境,将用户业务分为时延敏感业务和时延非敏感业务,以满足用户QoS需求且同时兼顾占用无线信道的公平性为优化目标,研究了基站(eNB)平均发射功率约束条件下的功率分配问题。根据eNB能否预先获知用户的期望速率,分别采用了基于用户期望和基于预分配的功率分配策略。仿真结果表明,ε-Optimal比例公平算法的eNB发射功率较高且用户满意度较低;信道反演算法只针对时延敏感用户能较好地满足其QoS(最大耐受时延映射的期望速率),并且固定功率分配算法仅能够满足时延非敏感用户的QoS,两种算法均无法保证用户间的公平性;所提算法既具有较高的用户满足度,又较好地保证了用户间的公平性。     

基于频谱检测的短波认知用户性能优化

为保证短波通信传输可靠性,改善短波通信质量,提高短波通信频谱利用率,本文以Watterson短波信道模型为基础,研究基于频谱检测的短波认知用户性能优化方法。首先建立短波授权用户的业务量指数分布通信模型,在此基础上求取衡量认知用户检测性能的检测门限、检测概率和虚警概率之间的关系。重点分析一定授权用户干扰容限下,认知用户系统吞吐量最优化问题,通过数值理论简化得到可控参数的最优化近似解。最后在理想信道、好信道、中等信道和差信道上,分别从检测时间、数据帧长和授权用户业务量对认知用户系统吞吐量的影响进行评估。仿真结果验证了基于频谱检测的短波通信系统中存在可控参数的最优解。     

基于混沌预测的IP网动态QoS实现

综合业务应用的IP网络其流量具有突发、混沌与多重分形特征,本文利用混沌相关理论对实测的综合业务IP网络流量进行了混沌特性分析与预测,验证了IP网络流量具有典型混沌特征,证实了混沌预测方法在短期流量预测方面具有较高的预测精度;针对综合业务应用IP QoS的两种保证模型DiffServ与IntServ,本文基于DiffServ模型在核心、骨干网络中的良好适应能力及混沌预测在短期信号预测方面的优良特性,提出了基于预测的区分业务模型实现框架及基于混沌预测的动态QoS实现算法。通过OPNET的网络仿真实验表明,与传统的静态QoS参数配置方法和基于测量的动态QoS设置方法相比较,本模型及方法在网络重负载环境下使各业务的QoS性能指标及网络总体吞吐量均得到有效改善。     

一种基于终端决策的自适应垂直切换算法

在未来的异构环境中,网络间的垂直切换将对QoS保证产生重要影响。首先建立一个利用各种移动通信系统中的广播信道广播业务质量信息、支持基于移动终端侧进行垂直切换的通用模型,并描述业务质量评价指标的定义以及终端侧进行切换判决的处理流程。然后应用检测与估值理论提出一种支持这一模型的自适应预测切换算法。算法依据接收到的广播业务质量信息,预测下一时间段用户获得的服务质量,继而做出切换判决。最后给出算法自身执行过程中跟踪多个接入网络业务质量状态的仿真,并以终端获得的服务质量以及切换事件发生的概率为指标、与基于简单预测和线性预测的切换算法进行了对比仿真。该算法能够实时地为用户选择最佳的接入网络,并提高网络侧的资源利用率。     

基于D2D的列控系统车车通信资源分配算法

针对基于D2D (Device to Device,设备到设备)的列控系统车车通信(T2T,Train to Train)复用车地通信资源时产生的干扰问题,考虑在保证车车通信用户和车地通信用户通信可靠性的前提下,提出一种车车通信资源分配算法。该算法首先应用图论的加权二部图建立信道分配模型,然后利用改进的KM算法(IKM,Improved Kuhn-Munkres)为车车通信用户分配信道,最后对功率进行调整,使系统的总吞吐量最大化。仿真结果表明,该算法能够较好地解决列控系统车车通信复用车地通信资源时的干扰问题,既满足列控系统通信需求,又提高频谱利用率。     

一种基于非合作博弈的分层网络频谱分配机制

由于毫微微蜂窝具有有线回程的特性,导致毫微微蜂窝基站和宏蜂窝基站间缺乏合作,分布式或去中心化的宏蜂窝用户与毫微微用户间的频谱分配机制,就成为具有挑战性的研究热点。本文提出一种基于非合作博弈的自适应频谱分配机制,在该机制中宏蜂窝基站和毫微微蜂窝基站作为博弈双方,共同的频谱资源作为博弈双方分配的对象,通过博弈可以最小化由于添加毫微微蜂窝基站引起的相互干扰。博弈的均衡即为频谱分配的最优方式,同时也给出当均衡不存在时的次优分配方案。仿真结果验证毫微微蜂窝在吞吐率、中断率和频谱效率上对宏蜂窝的影响,结果表明该机制在分层网络中能够有效地分配频谱,减少跨层干扰,提升系统性能。