基于CPN模型的認知無線電系統(tǒng)移動性管理策略研究.pdf

1、無線通信網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，帶來了無線新業(yè)務(wù)的多樣化增長和用戶需求的日益增加。認知無線電（Cognitive Radio, CR）技術(shù)能夠充分利用有限的頻譜資源滿足用戶不斷增長的通信需求，緩解固定頻譜分配政策帶來的頻譜資源匱乏問題。CR系統(tǒng)中用戶的頻譜接入和頻譜切換動作會引起通信時延、丟包、甚至通信中斷以及系統(tǒng)擁塞，因此研究隨機接入和切換狀態(tài)下的頻譜移動性管理（Spectrum Mobility Management, SMM）問題對于提高

2、通信系統(tǒng)整體性能非常重要。在認知無線電的知識背景下，通過科學合理的隨機服務(wù)模型描述業(yè)務(wù)的隨機特性，有助于制定好的移動性管理策略并量化其可靠性。傳統(tǒng)Markov模型不能夠正確反映業(yè)務(wù)源的記憶特性，而且隨著信道數(shù)/資源數(shù)的增多，模型難免會產(chǎn)生狀態(tài)空間爆炸問題。
　　本文立足于著色Petri網(wǎng)（Colored Petri Nets, CPN）研究頻譜移動性管理問題，著重分析了認知無線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜接入策略和多業(yè)務(wù)通信系統(tǒng)中頻譜切換策略的C

3、PN模型。主要工作如下：研究了認知無線電網(wǎng)絡(luò)中的機會頻譜接入策略和基于次用戶等待機制的頻譜接入策略，建立相應(yīng)的CPN模型。通過分析用戶到達率和系統(tǒng)信道數(shù)目對阻塞概率的影響，將CPN模型與傳統(tǒng)Markov分析方法加以比較。結(jié)果表明CPN模型不但能夠?qū)崿F(xiàn)Markov語義的分析方法，而且其分層結(jié)構(gòu)能夠處理復雜系統(tǒng)的狀態(tài)空間爆炸問題。隨后，應(yīng)用CPN模型研究系統(tǒng)的非穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計特性，說明該模型能夠克服Markov穩(wěn)態(tài)求解過程的約束。針對系統(tǒng)存在多種