認知無線網(wǎng)絡能效頻譜分配算法研究.pdf

1、隨著無線寬帶通信技術的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)敏感型移動應用的井噴式出現(xiàn)，頻譜資源緊缺問題變得越加嚴重。認知無線網(wǎng)絡（CRN）因其能在不影響授權用戶通信的情況下利用空閑頻譜資源，較好的應對無線頻譜資源供需矛盾問題，是下一代無線通信網(wǎng)絡的重要研究方向。與此同時，由于電池技術的發(fā)展長期停滯不前，在設計無線通信網(wǎng)絡時不僅需要考慮應用 CRN技術提高網(wǎng)絡吞吐量和頻譜利用率，還需要將能效作為設計網(wǎng)絡的重要準則，以延長移動設備工作壽命。
　　本論文的研

2、究主要圍繞于 CRN中高能效頻譜分配算法的設計。本文首先介紹了該課題的研究背景和意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與應用趨勢，并闡述了 CRN頻譜分配相關概念和關鍵技術。
　　其次，針對中心式CRN，在考慮用戶到達數(shù)據(jù)量、功率控制和信道切換延遲的情況下構(gòu)建了網(wǎng)絡的吞吐量和能耗模型，將中心式 CRN的調(diào)度問題描述為信道分配和功率分配聯(lián)合優(yōu)化問題，目標是最大化網(wǎng)絡能效。由于求所述問題的最優(yōu)解一般是NP-hard的，進而提出一種基于改進粒子群算法的中

3、心式CRN能效調(diào)度算法。所提算法使用一對粒子表示信道和功率聯(lián)合分配方案，并對原始粒子群算法做適當改進以加快收斂速度和提高求解精度，最終通過兩個粒子群的同步迭代更新求得所述頻譜分配問題的近似全局最優(yōu)解。仿真結(jié)果表明，所提出的算法能在吞吐量損失較小的情況下提高網(wǎng)絡能效，并保證用戶最小速率要求。
　　最后，研究認知無線傳感網(wǎng)絡（CRSN）的簇內(nèi)頻譜分配優(yōu)化。在考慮信道切換延遲的情況下，描述了CRSN簇內(nèi)節(jié)點的能耗模型以及授權頻譜占用模型