认知无线网络中基于用户需求和频谱聚合的动态频谱分配
基于认知无线电的频谱感知与动态频谱分配技术研究
基于认知无线电的频谱感知与动态频谱分配技术研究摘要:随着无线通信技术的快速发展,频谱资源越来越紧缺。
为了更好地利用频谱资源,认知无线电技术应运而生。
本文将重点研究基于认知无线电的频谱感知与动态频谱分配技术,通过感知系统对频谱进行实时监测和分析,动态分配频谱资源,提高频谱利用效率。
1. 引言随着无线通信设备的普及和无线应用的快速增长,频谱资源成为日益紧缺的资源。
然而,传统的频谱管理方法难以满足越来越多的无线通信需求。
认知无线电技术提供了一种新的解决方案,通过感知系统可以感知到频谱的使用状况,从而实现动态分配和有效利用频谱资源。
2. 认知无线电的基本原理认知无线电是一种能够感知和理解其周围环境的无线通信技术。
它基于频谱感知技术,通过感知系统对周围频谱进行实时监测和分析,了解频谱使用情况,并根据需求进行动态频谱分配。
2.1 频谱感知技术频谱感知技术是认知无线电的核心技术之一,它通过感知系统采集无线信号和噪声的信息,判断频谱是否被使用或者空闲,并确定可用频谱的质量和位置。
频谱感知技术主要包括能量检测、周期检测和协作感知等方法。
2.2 动态频谱分配基于频谱感知结果,认知无线电可以动态分配频谱资源,使频谱资源得到最优利用。
动态频谱分配可以根据用户需求和频谱质量等因素,合理分配频谱资源,避免频谱浪费和频谱争用。
3. 频谱感知与动态频谱分配的关键技术3.1 频谱感知算法频谱感知算法是频谱感知的核心,其目标是准确地检测和识别频谱使用情况。
常用的频谱感知算法包括能量检测算法、周期检测算法和协作感知算法等。
这些算法可以通过感知系统实时采集频谱信息,并进行分析判断。
3.2 频谱数据库频谱数据库是记录和管理频谱信息的数据库,它可以存储感知系统采集的频谱数据,并提供给认知无线电进行分析和决策。
频谱数据库的设计和管理是认知无线电的关键技术之一。
3.3 动态频谱分配策略动态频谱分配策略是认知无线电的重要组成部分,它根据频谱感知结果和用户需求等因素,动态分配频谱资源。
基于认知无线电的频谱分配算法研究
基于认知无线电的频谱分配算法研究频谱是无线通信中宝贵的资源,为了更高效地利用频谱资源,科学家们开发了一种新型的无线通信技术——认知无线电。
基于认知无线电的频谱分配算法研究就是针对认知无线电技术的特点和需求,进行频谱分配的算法研究,以提高频谱资源的利用效率。
认知无线电(Cognitive Radio,CR)是指具备智能感知和自主决策能力的无线通信系统。
与传统无线通信系统相比,认知无线电系统能够感知周围的频谱环境,根据感知结果进行自主切换和频谱分配,从而更好地适应不同的通信需求,在提高频谱利用率的同时减少干扰,提高通信质量。
基于认知无线电的频谱分配算法研究旨在根据信道状态和用户需求,实现根据需求时分配频谱资源的智能化。
其关键技术包括频谱感知、信道状态评估、频谱分配决策等。
下面将分别对这些关键技术进行详细介绍。
首先,频谱感知是认知无线电中的核心技术之一。
感知技术主要通过收集和分析周围频谱环境的信息,包括未使用的频谱资源、已使用频谱的占用情况以及其他无线设备的活动情况等。
通过感知技术,认知无线电可以准确了解当前的频谱状态,为后续的频谱分配决策提供参考。
其次,信道状态评估是根据感知结果对频谱通道的可用性进行评估的过程。
通过对信道的传输质量、干扰以及其他无线设备的活动情况等进行分析,认知无线电可以判断频谱通道的可行性和可靠性。
这些评估结果将作为频谱分配决策的依据,以确保分配的频谱能够满足用户的通信需求。
最后,频谱分配决策是通过基于感知结果和信道状态评估结果,智能地分配频谱资源给用户的过程。
在决策过程中,认知无线电可以考虑用户的通信需求、优先级以及频谱资源的利用程度等因素,以达到公平、高效的频谱分配。
通过智能化的频谱分配决策,认知无线电可以实时地对频谱资源进行优化配置,从而满足不同用户的通信需求。
基于认知无线电的频谱分配算法研究在无线通信领域有着广泛的应用前景。
它不仅可以提高频谱资源的利用效率,还可以提升通信系统的可靠性和效果。
认知无线电中基于频谱聚合的频谱分配算法
认知无线电中基于频谱聚合的频谱分配算法胡庆;赵力力【期刊名称】《电视技术》【年(卷),期】2011(035)019【摘要】In order to let cognitive users access allocated spectrum bands successfully and further improve the efficiency of spectrum utilization, a distributed spectrum allocation algorithm is proposed based on spectrum aggregation, which use graph coloring as the assignment model This algorithm takes the bandwidth requirements of cognitive users and maximum aggregation span of cognitive terminal into consideration. Numerical results show that the proposed algorithm can achieve greater performance in the percentage that cognitive users access networks.%为了使认知用户可成功接入分配的频谱,进一步提高频谱利用率,提出了一种基于频谱聚合的分布式频谱分配算法(SADSA),该算法以图论着色为模型,算法过程考虑了认知用户的带宽需求和认知设备的最大聚合范围,仿真结果表明了该算法在认知用户接入率方面的优越性.【总页数】3页(P76-78)【作者】胡庆;赵力力【作者单位】重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065【正文语种】中文【中图分类】TN915【相关文献】1.认知无线电网络中基于婚姻配对的频谱分配算法 [J], 李文;邓微2.基于并行分配算法的认知无线电频谱分配算法 [J], 刘俊霞;卞琛3.认知无线电中基于时间差因子的频谱分配算法 [J], 文凯;傅小玲;付玲生4.认知无线电中基于博弈论的频谱分配算法 [J], 滕志军;韩雪;杨旭5.认知无线电网络中基于需求拍卖竞价的频谱分配算法 [J], 郑航;郭建新;周东旭因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
认知无线电中联合功率控制的动态频谱分配算法
认知无线电中联合功率控制的动态
频谱分配算法
认知无线电中联合功率控制的动态频谱分配算法是一种新型的动态频谱分配算法,它可以有效地提高无线电系统的性能。
该方法基于认知无线电技术,采用联合功率控制策略,实现动态频谱分配。
认知无线电中联合功率控制的动态频谱分配算法主要包括三个部分:信道估计、信道分配以及功率控制。
首先,通过信道估计,可以准确的获得认知无线电中的信道容量和质量,从而有效的协调子节点之间的信道使用情况;其次,通过信道分配,可以根据子节点的需求分配不同的信道,并尽可能提高利用率;最后,通过功率控制,可以根据子节点的当前信道使用情况,动态调整功率来提高发送效率,从而提高信道利用率。
认知无线电中联合功率控制的动态频谱分配算法可以有效地提高系统性能,具体表现在:首先,可以改善子节点的频谱使用效率;其次,将可以增加系统的容量,有效降低系统的信道分配时间;最后,可以提高系统的信号覆盖范围,并有效降低系统的干扰水平。
此外,认知无线电中联合功率控制的动态频谱分配算法还可以有效的抑制随机噪声,使系统稳定工作,并有效抑制了蜂窝网络中的传输层抗扰能力,从而提高系统的性能。
总之,认知无线电中联合功率控制的动态频谱分配算法是一种新型的动态频谱分配算法,可以有效地提高无线电系统的性能,提高系统的容量,降低系统的信道分配时间,提高系统的信号覆盖范围,有效抑制了系统的随机噪声,提高系统的传输层抗扰能力,从而获得良好的系统性能。
基于认知无线电网络的动态频谱分配
Dy na mi c S p e c t r u m Al l o c a t i o n Ba s e d 0 n Co g n i t i v e Ra d i o Ne t wo r k
a l l o c a t i o n s t r a t e g y c o m bi ni n g g ua r d c h a n ne l wi t h q ue u i n g.I n t h e c a s e wi t ho u t a f f e c t i n g p r i ma r y us e r ’ S s e r vi c e s ,b e c a us e of a r r i v a l o f pr i ma r y us e r ,t h e s c h e me pr o v i de s r e s e r ve d c ha nn e l s f o r ha nd o v e r s e c o n da y r us e r s ,a n d q ue ui n g s t r a t e g y i s a d o p t e d f or ne w a ri va l s e c on d a y r u s e r s .W h e n t h e r e i s d e pa r t u r e o f o n go i n g p r i ma y r u s e r o r s e c o nd a y r us e r ,s e c o n d a r y u s e r s i n q u e u e c a n u s e i d l e a v a i l a bl e s u b — c h a n n el s a c c o r d i n g t o pr i o r i t y— r a n k e d.Co mp a r e d wi t h on l y r e s e vi r n g g u a r d c h a n n e l a nd o nl y us i ng q u e u e b uf fe r ,t h e s ra t t e g y ha s a s ma l l i m pa c t o n s e c o nd a y r us e r a v e r a ge t hr ou g h ou t a nd a ve r a ge d e l a yi ng ,a nd e fe c t i v e l y r e d uc e s o v e r a l l s ys t e m f a i l u r e r a t e a nd i mpr o v e s t h e p e r f o r ma n c e of t h e s ys t e m.
基于认知无线电的频谱感知与分配技术研究
基于认知无线电的频谱感知与分配技术研究频谱感知与分配是认知无线电领域中的关键技术之一。
在无线通信技术不断发展的今天,频谱资源的紧张和利用效率的提高成为了一个重要的问题。
通过认知无线电的频谱感知与分配技术,可以充分利用已有的频谱资源,并实现频谱资源的高效分配。
本文将着重探讨基于认知无线电的频谱感知与分配技术的研究现状和发展方向。
首先,我们需要了解认知无线电的概念和原理。
认知无线电是一种能够感知和识别频谱环境的无线电技术。
它通过感知周围的频谱环境,了解当前频谱资源的使用情况,并根据这些信息进行频谱资源的分配和管理。
认知无线电主要包括感知模块、推理模块和决策模块三部分。
感知模块负责感知周围的频谱环境,推理模块通过推理和判断分析感知结果,决策模块根据推理结果制定相应的频谱分配策略。
频谱感知是认知无线电的核心技术之一。
它通过感知网络中不同节点使用的频谱资源,实时掌握频谱资源的使用情况。
频谱感知可以分为无感知和有感知两种模式。
无感知模式下,节点只能感知到自身使用的频谱资源情况;有感知模式下,节点不仅能感知到自身使用的频谱资源情况,还能感知到周围节点的频谱资源使用情况。
频谱感知技术的目标是实现对频谱资源的精确感知,包括频谱利用率、干扰水平、信号质量等信息。
频谱分配是认知无线电的另一个重要技术。
频谱分配的目标是根据感知到的频谱资源使用情况,合理地分配频谱资源给不同的用户和应用。
频谱分配涉及到资源的动态分配和动态共享。
主要的频谱分配策略包括频段分配、功率分配、时隙分配等。
频谱分配技术需要考虑到多种因素,包括频谱资源的利用效率优化、网络性能优化、功耗控制、干扰控制等。
基于认知无线电的频谱感知与分配技术面临着一些挑战和难题。
首先,频谱感知的准确性和实时性是一个重要的问题。
由于环境的复杂性和多样性,频谱感知往往受到多种干扰和噪声的影响。
为了提高频谱感知的准确性和实时性,需要设计先进的感知算法和信号处理方法。
其次,在频谱分配中需要考虑到多种用户和应用的需求。
认知无线网络中基于用户需求和频谱聚合的动态频谱分配
认知无线网络中基于用户需求和频谱聚合的动态频谱分配张华晶;徐少毅;乔晓瑜
【期刊名称】《电信科学》
【年(卷),期】2010(026)012
【摘要】认知无线电技术可以感知周围无线环境择机利用频谱空洞,从而达到提高频谱效率的目的.在认知无线电网络中,现有的频谱分配算法大部分是基于连续频谱分配并且没有考虑用户的需求.但是连续频谱分配会生成许多小于用户需求的频谱片段,这些频谱片段不能被充分利用,从而造成频谱浪费.本文基于图论提出了一种联合考虑用户需求和非连续频谱聚合的频谱分配算法.在该算法中,非连续的频谱片段被聚合以尽可能多地满足用户总需求,充分利用了小的频谱片段,避免了频谱浪费,从而提高频谱效率.
【总页数】5页(P63-67)
【作者】张华晶;徐少毅;乔晓瑜
【作者单位】北京交通大学电子信息工程学院,北京,100044;北京交通大学电子信息工程学院,北京,100044;北京交通大学电子信息工程学院,北京,100044
【正文语种】中文
【相关文献】
1.异构无线网络中基于覆盖概率的动态频谱分配算法 [J], 石华;李建东;李钊;郑杰
2.基于用户需求和历史信息的动态频谱分配算法 [J], 夏龄;冯文江
3.基于步进拍卖的认知无线网络动态频谱分配 [J], 徐友云;高林
4.认知无线网络中基于模糊逻辑和Q学习的集中式动态频谱分配(英文) [J], 张文
柱; 刘栩辰
5.认知无线网络中基于模糊逻辑和Q学习的集中式动态频谱分配 [J], 张文柱; 刘栩辰
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认知无线电网络中的频谱资源分配方法研究
认知无线电网络中的频谱资源分配方法研究频谱资源是无线电通信中的关键资源之一。
在过去的几十年中,各种频率调制技术的不断发展使得无线电通信变得更加高效和方便。
然而,随着移动互联网、物联网和其他大规模无线网络的兴起,频谱资源的需求急剧增加,这就需要更高效的频谱资源分配方法。
认知无线电网络是一种重要的无线网络技术。
它是基于认知无线电技术的,可以有效地利用闲置的频谱资源,提高频谱利用率。
在认知无线电网络中,频谱资源分配方法是一个非常重要的研究领域。
当前,关于频谱资源分配方法的研究主要分为以下几个方面:1. 频谱感知技术频谱感知技术是认知无线电网络中的一项重要技术。
它可以使用无线电接收器获取可用频带的信息,包括频带的空闲时间和空闲频谱的宽度等。
使用这些信息,认知无线电网络可以更好地利用可用的频谱资源,并提高频谱利用率。
2. 频谱分配算法频谱分配算法是认知无线电网络中的另一个重要技术。
它可以根据当前的网络状况和频谱资源需求,动态地分配频谱资源,以最大限度地提高频谱利用率。
目前,常用的频谱分配算法包括基于贪心算法、基于遗传算法和基于深度学习的算法等。
3. 频谱漂移检测技术频谱漂移是指使用频谱资源的设备的工作频率发生变化。
它可能会导致频谱资源分配出现问题,降低了系统的性能。
因此,频谱漂移检测技术是认知无线电网络中的一项非常重要的技术。
它可以通过对设备工作频率的实时监测,及时发现频谱漂移现象,并采取相应的措施。
4. 频谱资源保护技术频谱资源保护技术是认知无线电网络中的一项重要技术。
它可以通过监测周围无线电环境,保护一些需要保护的频谱资源,避免被认知无线电设备使用。
同时,它还可以通过加密和其他安全措施,保护无线电通信的安全性。
5. 自适应频谱分配技术自适应频谱分配技术是认知无线电网络中的一项新兴技术。
它可以根据网络中设备和应用程序的实时需求,动态地分配频谱资源。
与传统的频谱分配算法相比,自适应频谱分配技术可以更好地适应网络环境的变化,提高了网络的适应性和性能。
认知无线电网络中的频谱分配算法研究
认知无线电网络中的频谱分配算法研究随着智能手机的普及和移动通信技术的不断发展,无线电网络已经成为人们日常生活中必不可少的一部分。
在无线电网络中,频谱分配算法起着至关重要的作用。
频谱分配算法指的是根据网络需求和无线电信道特性,对无线电信道进行合理分配,最大程度地提高网络的效率和容量,同时避免信道冲突和干扰。
本文将探讨认知无线电网络中的频谱分配算法研究,并对其进行深入分析和论述。
一、认知无线电网络的概念认知无线电网络(Cognitive Radio Network,CRN)是指在无线电传播中使用了一些人工智能技术的无线电通信系统。
其核心思想是通过对周围无线电环境的感知,并根据感知到的无线电信道信息,选择最优的频谱资源。
当然,要实现这一目标,需要依靠一些高效的频谱分配算法。
二、频谱分配算法的研究概述频谱分配算法是目前无线电网络中的重要研究方向,它不仅可以提高频谱利用率,还能有效地避免信道冲突和干扰。
自20世纪80年代以来,频谱分配算法研究始终是无线电通信的一个热点领域。
目前,主要的频谱分配算法包括扫描算法、最小影响算法、贪心算法、遗传算法等。
1、扫描算法扫描算法是一种非常简单的频谱分配算法,也是最早被提出的一种算法。
它通常是通过定期扫描空余频道来完成频谱分配的,这种算法的优点在于实现简易、计算量小。
但缺点也很明显,它只适用于小型网络,难以扩展。
2、最小影响算法最小影响算法是一种优化算法,通过选择对其他电台影响最小的频道,完成频谱分配。
这种算法重视频谱资源之间的冲突,频段全部利用时间较长,但也存在明显的弊端,即频段利用不足,频道切换频繁。
3、贪心算法贪心算法可以快速地对频道进行分配,并且能够最大限度地减少不必要的频段空置。
这种算法适合中等大小的网络,具有分配效率高、计算量小等优点。
4、遗传算法遗传算法是一种优化算法,它使用生物进化的思想来优化频道分配。
这种算法具有计算速度慢、可靠性较高等特点,在面对过大规模的网络时非常有效。
认知无线电中基于频谱聚合的频谱分配算法
t e p o o e l o ih c n a h e e g e t r p ro a c n t e p r e t g h tc g ii e u e s a c s ewo k . h r p s d a g rt m a c i v r a e e f r n e i h e c n a e t a o n tv s r c e s n t r s m
【 摘 要 】为了使认知用户可成功接入分配的频谱, 进一步提高频谱利用率, 出了一种基于频谱聚合的分布式频谱分配算法 提 ( A S , 算 法 以 图论 着色 为模 型 , S D A)该 算法 过程 考虑 了认 知用 户的 带宽 需求和 认知 设备 的最 大聚合 范 围, 真结果 表 明 了该 算 仿
并在不 对主用 户造成 干扰 的前提下使用这些频谱 。
频谱分配作为认知无线电 中非 常关键 的技术之一 , 目
用 的是集 中式的分 配方式 , 算法假设 每个认知用 户的可用
前对其 已经有 了很多研究 。文献 [ ] 3 中提 出了一种颜色敏 频谱是相同的 , 这与实 际的认知网络并不相符 。本 文利 用 感 图论着色 ( S C) 法 , CG 算 该算 法考虑 到 了各认 知用 户可 图论着色模型 , 出了一种基于频谱聚合 的分布式频谱 分 提 用频谱 的差异性和频谱效益 的差异性 , 并分析 了在 协作式 配算法。算 法考虑 了认知用 户 的带宽需 求和 认知设 备 有 和非协作式条件下频谱分配 的差异 。文献 [ ] 4 提出 了一种 限的频谱 聚合范围。 分布式局部议价 的分配算法 , 在新 的频谱 分配过程 中考虑 先前 的频谱分 配信息 , 据上一 次分 配的结 果 , 根 能够通 过
认知无线网络动态频谱分配技术研究与实现的开题报告
认知无线网络动态频谱分配技术研究与实现的开题报告一、研究背景随着无线通信技术的不断发展和普及,无线网络已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
与此同时,由于无线网络使用的频谱资源有限,频率资源的开发利用和分配已成为无线通信发展的瓶颈之一。
而认知无线网络技术可以有效地解决这一问题,它能够实现对未使用的频谱资源的自适应感知,提高频谱资源的利用效率。
在这种认知无线网络中,动态频谱分配技术是实现对频谱资源合理利用的重要技术。
二、研究内容本研究旨在针对认知无线网络中的动态频谱分配技术进行深入的研究与实现。
具体研究内容如下:1. 分析认知无线网络的特点和应用场景,重点探讨动态频谱分配技术在认知无线网络中的作用和意义。
2. 综述目前国内外关于动态频谱分配技术的研究现状,分析现有技术的优缺点,为后续研究作铺垫。
3. 设计并实现动态频谱分配的算法模型,通过仿真验证对算法模型的合理性和有效性。
4. 搭建认知无线网络实验平台,验证所设计的动态频谱分配算法模型在实际网络中的可行性和可用性。
5. 分析实验结果,对动态频谱分配技术的性能进行评估,并提出改进和优化建议。
三、研究意义本研究的意义在于:1. 明确认知无线网络中动态频谱分配技术的特点和作用,为认知无线网络的发展提供技术支撑。
2. 综合分析国内外现有的动态频谱分配技术,为制定优化的动态频谱分配算法提供理论参考。
3. 实现动态频谱分配算法模型,验证其在仿真与实验中的有效性和性能。
4. 对动态频谱分配技术进行深入的研究,为提高频谱资源利用率,拓展无线通信应用领域做出贡献。
四、研究方法与技术路线本研究主要采用文献调研、实验仿真、数据分析等方法,具体技术路线如下:1. 首先进行文献调研,分析认知无线网络和动态频谱分配技术的研究现状,熟悉相关技术领域的发展动态和研究进展。
2. 然后设计动态频谱分配算法模型,进行仿真验证,分析其合理性和有效性。
3. 在此基础上,搭建认知无线网络实验平台,对所设计的动态频谱分配算法模型进行实验验证,分析其可行性和可用性。
面向认知无线电通信的频谱分配策略
面向认知无线电通信的频谱分配策略随着科技的不断进步,通信技术也在不断地发展。
无线电通信作为一种广泛应用于现代通信领域的技术,正日益成为人们生活中必不可少的重要工具之一。
而在无线电通信领域,频谱则被认为是非常宝贵的资源。
频谱的分配、利用和管理一直是无线电通信领域面临的重大问题之一。
这篇文章将探讨面向认知无线电通信的频谱分配策略。
什么是认知无线电通信?首先,需要了解什么是认知无线电通信。
认知无线电通信(Cognitive Radio Communication)是一种可以自适应地感知并利用当前频谱资源的无线电通信方式。
该技术的核心思想是通过智能化的频谱感知和分配技术,在不影响已有用户的前提下,充分地利用未被占用的频谱资源,提高频谱的利用效率,实现更高效、更可靠、更安全及更经济的通信。
为什么需要面向认知无线电通信的频谱分配策略?随着无线电通信领域的发展,频谱资源的需求也越来越大,而频谱资源是有限的,因此频谱的分配和利用就显得尤为重要。
传统的频谱分配方式是将固定的频段预留给不同的用户使用,无法充分地利用频谱资源,也很难满足快速变化的通信需求。
而认知无线电通信技术则可以通过认知、感知、学习和优化等方式,动态地对频谱资源进行分配和调配,从而提高频谱利用率,实现更好的通信效果。
面向认知无线电通信的频谱分配策略有哪些?下面介绍一些面向认知无线电通信的频谱分配策略:1. 动态频谱分配动态频谱分配是指根据不同的通信需求,动态地分配可用频谱资源。
具体而言,就是通过对频谱各个方面做出评估,来确定可以使用的频带和时间段,并根据通信需求分配给相应的用户或应用。
这种方式可以有效地利用频谱资源,解决传统频谱分配中固定分配的问题,提高频谱利用率,提升通信品质。
2. 频谱智能感知频谱智能感知是认知无线电通信的核心技术之一。
它利用先进的感知技术,对频谱进行感知,以获取频谱使用情况和各种参数,从而根据不同的要求和环境条件,智能地对频谱进行调配和分配。
基于认知无线电的动态频谱分配与优化研究
基于认知无线电的动态频谱分配与优化研究动态频谱分配与优化是一项关键的研究领域,它致力于利用认知无线电技术来有效地管理和利用有限的无线频谱资源。
在今天日益增长的无线通信业务需求下,动态频谱分配和优化对于提高频谱利用效率和提供高质量的无线通信服务至关重要。
动态频谱分配技术基于认知无线电概念,旨在充分利用未使用的频谱资源。
它的核心思想是通过感知和理解当前频谱环境,以及根据需求预测未来频谱环境,来动态地分配和管理频谱资源。
利用认知无线电的能力,可以实现实时监测和评估频谱使用情况,识别和利用空闲频谱,以及实施频谱共享策略。
通过这种方式,动态频谱分配可以提高整体频谱利用率并降低频谱拥塞问题。
动态频谱分配的优化是一项复杂而具有挑战性的任务。
优化目标通常包括最大化频谱利用效率、最小化干扰、提高容量和覆盖范围等。
为了实现这些目标,研究者使用了各种方法和算法,如机器学习、博弈论和优化算法等。
机器学习在动态频谱分配中扮演着重要角色。
通过训练模型,机器学习技术可以自动学习频谱使用模式和趋势,以及预测未来频谱需求和供应。
基于这些预测结果,可以智能地调整频谱分配策略,以最大化频谱资源的利用。
此外,机器学习还可以用于干扰检测和消除,以提高无线通信的质量和性能。
博弈论也被广泛应用于动态频谱分配的研究中。
博弈论提供了一种数学框架,用于分析和设计无线电资源的分配策略。
通过建立博弈模型,研究者可以研究不同利益相关者之间的冲突和合作,以及他们的决策行为和策略选择。
通过理解利益相关者之间的相互作用,可以制定出合理的频谱分配和共享方案。
另外,优化算法也是动态频谱分配的重要研究内容。
优化算法通过数学模型和算法设计,寻找频谱资源分配的最优解。
这些算法可以基于各种目标函数和约束条件,用于优化频率、功率和天线配置等参数,以达到最佳的频谱利用效率和性能。
常用的优化算法包括遗传算法、粒子群优化算法和模拟退火算法等。
总而言之,基于认知无线电的动态频谱分配与优化是一项具有挑战性的研究领域。
基于认知无线电技术的频谱聚合资源分配方法[发明专利]
专利名称:基于认知无线电技术的频谱聚合资源分配方法专利类型:发明专利
发明人:马琳,洑云海,徐玉滨,崔扬,刘宁庆
申请号:CN201410828256.1
申请日:20141226
公开号:CN104486766A
公开日:
20150401
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:基于认知无线电技术的频谱聚合资源分配方法,涉及频谱聚合资源分配方法。
是为了解决现有频谱频谱聚合算法在认知无线电技术条件下无法有效分配认知频谱资源的问题。
其方法是:一、通过频谱感知算法获取认知频谱授权用户的信息和等效吞吐量;二、选择相应的认知频谱作为频谱聚合的成分载波,保证进行聚合的成分载波总吞吐量满足频谱聚合用户的需求;三、对待传输的用户数据进行优先级从大到小排序,保证用户数据传输的公平性;四、按照用户数据的优先级顺序分两种情况把用户数据分配到相应的成分载波上。
本发明适用于频谱聚合资源分配。
申请人:哈尔滨工业大学
地址:150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
国籍:CN
代理机构:哈尔滨市松花江专利商标事务所
代理人:岳泉清
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面向无线网络的动态频谱分配优化研究
面向无线网络的动态频谱分配优化研究1. 引言近年来,无线通信技术的快速发展和广泛应用引起了对频谱资源的高度需求。
然而,频谱资源是有限的,并且一直以来都存在着明显的利用不足现象。
为了更有效地利用频谱资源并提高无线通信系统的性能,动态频谱分配优化成为了研究的热点之一。
本文将重点探讨面向无线网络的动态频谱分配优化的研究进展。
2. 动态频谱分配的原理和挑战动态频谱分配是指根据实时信道状态信息和用户需求,在无线通信系统中动态地分配频谱资源。
其主要目标是最大化频谱资源的利用效率,同时确保通信质量和用户体验。
然而,动态频谱分配面临着多种挑战:- 频谱竞争:由于频谱资源的有限性,不同用户之间可能会出现频谱竞争,导致通信质量下降。
- 动态性和不确定性:无线环境中的信道状况和用户需求随时变化,频谱分配算法需要能够快速适应这种变化。
- 调度复杂性:频谱分配涉及到多个用户、多个信道和多个时间片的调度,增加了算法设计和实现的复杂性。
3. 频谱感知和分配策略频谱感知是动态频谱分配的关键,通过感知当前的信道状态信息,可以更准确地进行频谱分配决策。
常用的频谱感知技术包括能量检测、循环谱估计和协作感知等。
基于频谱感知的结果,可以采用不同的频谱分配策略,包括以下几种常见的策略:- 静态分配策略:分配固定的频谱资源给用户,适用于频谱需求相对稳定的场景。
- 基于博弈论的策略:设计博弈模型,以用户的收益最大化为目标进行频谱分配。
- 基于机器学习的策略:利用机器学习算法从历史数据中自动学习出频谱分配模式。
- 面向性能优化的策略:通过优化算法,以最大化系统吞吐量、最小化用户间干扰等性能指标为目标进行频谱分配。
4. 频谱分配优化算法频谱分配优化算法是动态频谱分配研究的核心内容。
常见的优化算法包括以下几种:- 启发式算法:通过设定具体的启发式准则,根据当前的系统状态和需求进行频谱分配决策。
- 遗传算法:通过模拟生物进化过程,利用交叉、变异等操作搜索全局最优解。
基于认知无线电网络的动态频谱分配
基于认知无线电网络的动态频谱分配王中伟;贾振红;覃锡忠;夏晓燕;邓磊【摘要】Aiming at the problem of the growing contradiction between demand and supply of spectrum in wireless communications, this paper does further research on dynamic spectrum assignment based on Cognitive Radio Network(CRN), and presents a dynamic channel allocation strategy combining guard channel with queuing. In the case without affecting primary user’s services, because of arrival of primary user, the scheme provides reserved channels for handover secondary users, and queuing strategy is adopted for new arrival secondary users. When there is departure of ongoing primary user or secondary user, secondary users in queue can use idle available sub-channels according to priority-ranked. Compared with only reserving guard channel and only using queue buffer, the strategy has a small impact on secondary user average throughout and average delaying, and effectively reduces overall system failure rate and improves the performance of the system.%针对无陑通信网络中频谱日益紧缺的问题,对基于认知无陑电网络的动态频谱分配技术进行研究,提出一种保护信道和排队陒结合的动态信道分配方案。
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m I li ) uie n 的发展使非连续频谱接人成为可能, t xg p 在它的支 持下, 可以将很小的频谱片段聚合为一段大的频谱带宽并
加以利用, 从而达到提高频谱利用率的目的l 8 】 。
本文提议的算法综合考虑了用户需求和非连续频谱 聚合两个方面, 通过将一些小的频谱片段聚合为满足不同 用户需求的频谱带宽的方法充分利用了频谱资源, 从而达
了频谱浪 费 , 而提高频谱效 率。 从
关键词
认 知 无 线 网络 ; 谱 分 配 ; 户 需 求 ; 谱 聚合 的高速发展, 可用频谱资源变得越来越 少。但是, 纵观各地区( 包括城市热点地区) 的无线频谱状
态, 可以发现: 很多频谱资源在一段时间内处于空闲状态【 l
适合认知无线网络的频谱分配算法势在必行。 图论做为一 种最优理论 ,是设计和分析频谱分配算法的有用工具 , 在
¥ 国家 科 技 重 大 专项 基 金 资 助 项 目 ( o20 Z 0 0 3 0 7 0 ) N . 9 X 3 0 ~ 0 — 3 0 国家 “6 ” 8 3 计划 基 金 资 助 项 目 ( o 2 0 AA 18 5 N . 0 9 0 10 )
— —
频谱分配算法的研究中被广泛应用。在参考文献『1 基 3中,
于列表着 色 (scl i ) 型提 出了 3 1to r g模 i. o n 种具有不 同复杂度
和不同性能的分布式算法 : 贪婪算法、 公平算法和随机算 法。考虑到不同频段被不同用户占用具有不同的效益 . 参
考文献 『1 4 定义了一种颜色敏感的图着色(o r esi cl- n te o s iv g p o r gC G ) r hcli ,S C 模型, a on 并在该模型的基础上提出几种 基于标号的准则 ,如协作式最大总带宽准则( lbri c l o te oa av
研究与开发
认知 无线 网络 中基 于用户 需 求和频谱聚 合 的动态频 谱分 配
张 华 晶 , 少毅 , 晓瑜 徐 乔 ( 京交通 大学 电子 信 息工程 学院 北京 10 4 ) 北 0 0 4
认 知 无 线 电 技 术 可 以感 知 周 嗣无 线 环 境 择 机 利 用 频 谱 空 洞 , 而 达 到 提 高 频 谱 效 率 的 目的 。在 认 从 知 无 线 电 网 络 中 , 有 的频 谱 分 配 算 法 大 部 分 是 基 于 连 续 频 谱 分 配 并 且 没 有 考 虑 用 户 的 需 求 。 但 现 是 连 续 频 谱 分 配 会 生 成 许 多 小 于 用 户 需 求 的 频 谱 片 段 , 些 频 谱 片 段 不 能 被 充 分 利 用 , 而 造 成 这 从 频 谱 浪 费 。本 文 基 于 图 论 提 出 了 一 种 联 合 考 虑 用 户 需 求 和 非 连 续 频 谱 聚 合 的 频 谱 分 配 算 法 。在 该 算 法 中 , 连 续 的 频 谱 片 段 被 聚 合 以尽 可 能 多 地 满 足 用 户 总 需 求 . 分 利 用 了 小 的 频 谱 片 段 , 免 非 充 避
求, 会导致需求小的用户分配到多的频谱资源而需求大的
用户只能分配到很少的频谱资源, 从而造成频谱资源分配
不合理。为解决上述问题 , 参考文献[ 中提出了两种基于 6 】
用户需求的频谱分配算法。 近年来, 多数频谱分配算法的研究是基于连续频谱分
6 3
酶 笺 冀 舞 发
配的, 但是在连续频谱分配算法 中, 每个信道只能 由一
色 (S C 方法一样的分配结果 , CG ) 但是通过将图分解为多
个子图并同时对多个子图着色的方法缩短了分配周期。 由
认知无线网络不同于传统无线网络, 其频谱可用性是 动态变化的, 用户需要择机接人不同的频段——这一特点
于以上算法在频谱资源分配的过程中都未考虑用户的需
使传统的频谱分配方法不适用于认知无线网络 , 所以提出
不同用户所处的位置以及所采用的技术不同, 不同用户的
可用频谱单元的总数是不同的。 D 表示用户 i 的需求即需 要的频谱单元个数。 以图 1 为例 ,顶点 1 4分别表示 4个不 同的次用 ~ 户: Ⅲ分别表示 3个不同的主用户; 种颜色 A、 、 I 3 BC
表示 3 段互不连续的频段 , 假设 3段频段分别包含 l2 、、
根据时间和地理位置的不同, 授权频段使用率在 1% 5
到 8% 之间不等 5 。如果次用户可以接人频谱空洞( 在一 定的时间内或者在特殊的地理位置未被主用户占用的授 权频段)可以大大提高频谱效率。 , 而认知无线电技术可以 感知并利用频谱空洞 . 为提高频谱利用效率提供了一种有
效途径 。
=
段连续的频段构成 , 从而生成许多带宽小于用户需求的 频谱片段,这些频谱片段不能被充分利用从而导致频谱
浪 费 【 O D 【iotuu ohgnlr uny is n 7 D F M.s nnos r ooaf qec v i 】 c ' c i t d e di o
表示用户 i 可用最小频谱单元总数。由于
m x u u ad i h 、非协作式最大比例公平准则 ai m sm bnwd ) m t
( lb av mx u o r nl i等。 cl o te a mmp p t afr oa ri i r oi ) 参考文献f o a 5 强
出一种并行分配算法 , 该算法可以获得和颜色敏感的图着
3 个最小频谱单元。位于主用户覆盖范围内( 虚线圈内)
的次用户不能复用主用户占用的频段。例如在图 1 中: 次用户 2 位于主用户 I 的覆盖范围内, 而主用户 I占用
到尽可能多地满足用户需求的目标。仿真结果显示 : 当不
同用户之间为满足各 自需求而存在激烈竞争时, 本文提议 的算法性能几乎与穷举法结果性能相等。