基于信道预测的认知无线电混合频谱切换算法

针对认知无线电网络,提出了一种将被动式频谱切换与主动式频谱切换相结合的混合频谱切换算法。该算法基于主用户信道的连续时间马尔可夫链模型,预测出信道的未来状态信息,根据该预测结果周期性地对正在通信的认知用户执行主动式频谱切换。该算法对于由于碰撞而退出信道的认知用户执行被动式频谱切换。仿真结果表明,相对于被动频谱切换算法,混合频谱切换算法在保持认知用户阻塞概率和中断概率不变的前提下可显著减少认知用户和主用户间的碰撞次数,能够提高认知无线电网络的频谱利用率。     

联合考虑信道空闲和切换概率的频谱切换

为了减少频谱感知时间所导致的切换时延,以提高认知用户频谱切换性能,提出了一种基于联合考虑信道空闲和切换概率的认知网络频谱切换方法。在进行信道感知排序时,不仅考虑切换发生时的信道空闲概率,还考虑使用该信道时不再发生切换的概率。通过仿真实验测试了该方法的性能。结果表明,相对于其它频谱切换方法,该方法可大幅度减少切换次数,为用户提供更加可靠的服务。     

基于时间预测的多跳频谱切换算法研究

针对集中控制认知无线网络,在考虑频谱异构特性的同时,为保证频谱切换业务的服务质量,提出了一种多跳频谱切换算法。通过建立用户移动模型来预测分配信道的可使用时间;设计出路径中不同类型节点的路由处理方法;认知基站根据预测最短路径时间和路由请求包中的时间戳来选择最优路径。仿真结果表明,提出的多跳频谱切换算法能够大大降低切换阻塞概率,提高信道利用率;用户移动对信道可使用时间有着显著的影响。     

基于分级的频谱切换技术研究

为解决认知无线电网络中频谱切换机制问题,以提高连接保持概率和频谱利用率,降低频谱切换延迟,综合考虑了频谱质量和次用户的业务差异性,将可用频谱资源进行分类并建立起两种使用模型;结合主用户出现概率、信道选择机制和冲突避免算法等因素,提出了一个完整的基于分级的频谱切换机制。仿真结果表明,该机制使得用户在切换时能够快速且无冲突地找到目标信道,有效地保证了主用户和次用户的服务质量。     

基于频谱异构和用户移动的频谱共享算法研究

频谱共享允许多个认知节点以机会主义方式使用空闲频谱资源,而绝大多数的频谱共享研究没有考虑传输距离、错误率等方面的频谱异构特性。针对集中控制认知无线网络,提出一种基于频谱异构和用户移动的频谱共享算法。网络中不同类型的频谱信道具有不同的覆盖范围,认知用户可以静止或移动。认知用户的信道分配综合考虑了信道可使用时间、用户地理位置、接入公平性等因素,并在此基础上建立了一个信道分配效用函数,最终目的是最大化系统总效用。仿真结果表明,提出的频谱共享算法能够大大减少系统中的信道切换次数,同时系统其他方面的性能也能够得到保证。     

基于频谱池的认知无线电频谱切换分析

为了解决认知无线网络中认知用户频繁切换的问题,最大程度上降低认知用户的切换次数,在已建频谱池的基础上,提出了频谱空穴空闲时间由长到短的排队时间模型,并对该模型下的频谱切换概率问题进行对比研究.推导了一次认知业务请求服务时间内发生频谱切换的概率公式,研究了授权用户到达率与认知用户到达率对频谱切换概率的影响,给出了频谱切换的概率仿真,仿真证明该模型比随机信道选择的效果更优越.     

混合共享认知无线网络信道分配算法

混合频谱共享是适应认知用户不同地理分布的有效频谱共享模式。信道分配是无线通信网络中关键的问题之一,近年来得到了广泛研究。集中式信道分配算法是最常用的算法形式,但在认知无线电网络这种分布式系统中,集中式算法不易实现。将混合共享认知无线网络的信道分配问题构建为一对一的匹配博弈,提出了分布式用户-信道匹配算法。该算法数学复杂度低,且能够达到稳定匹配。仿真结果表明,算法收敛时间短,稳定匹配状态下的平均传输速率与使用匈牙利算法的最优分配算法所获得传输速率相接近,远优于随机分配算法的传输速率。     

认知无线Mesh网络中基于概率的贪婪频谱决策技术研究

认知无线电网络传统的频谱决策方法中次用户根据不同的判据选择信道,会引起信道竞争和拥塞。针对认知无线Mesh网络中基于概率的频谱决策方法,提出一种贪婪信道选择算法,当发生频谱切换时,其结合改进的抢占优先(相似文献   

基于Markov的频谱切换研究

为了进一步提高认知无线电网络中认知用户的切换性能,有效降低认知用户切换中的阻塞率和强制中断率,提出了频谱池与预留信道相结合的解决方案,并且借助马尔科夫链和排队理论对认知切换系统关键指标进行分析.仿真结果显示,该方案能够有效保障和提高认知用户的服务质量.     

认知无线电中基于多属性判决的目标切换信道选择

认知无线电通过频谱切换来提高无线频谱利用率,因此切换时目标信道的选择对系统性能的影响至关重要。针对该问题根据多属性判决模型中的简单加权法创造性提出两级选择机制,并结合业务分级的思想利用几何平均法计算出相应的属性权重。与首次匹配法进行了比较,仿真结果表明：该方法选择的目标信道的延迟明显降低,频谱利用率和误码率也明显提高。     

Analytical modeling for spectrum handoff decision in cognitive radio networks

Cognitive Radio (CR) is an emerging technology used to significantly improve the efficiency of spectrum utilization. Although some spectrum bands in the primary user’s licensed spectrum are intensively used, most of the spectrum bands remain underutilized. The introduction of open spectrum and dynamic spectrum access lets the secondary (unlicensed) users, supported by cognitive radios; opportunistically utilize the unused spectrum bands. However, if a primary user returns to a band occupied by a secondary user, the occupied spectrum band is vacated immediately by handing off the secondary user’s call to another idle spectrum band. Multiple spectrum handoffs can severely degrade quality of service (QoS) for the interrupted users. To avoid multiple handoffs, when a licensed primary user appears at the engaged licensed band utilized by a secondary user, an effective spectrum handoff procedure should be initiated to maintain a required level of QoS for secondary users. In other words, it enables the channel clearing while searching for target vacant channel(s) for completing unfinished transmission. This paper proposes prioritized proactive spectrum handoff decision schemes to reduce the handoff delay and the total service time. The proposed schemes have been modeled using a preemptive resume priority (PRP) M/G/1 queue to give a high priority to interrupted users to resume their transmission ahead of any other uninterrupted secondary user. The performance of proposed handoff schemes has been evaluated and compared against the existing spectrum handoff schemes. Experimental results show that the schemes developed here outperform the existing schemes in terms of average handoff delay and total service time under various traffic arrival rates as well as service rates.     

移动互联异构网络下多终端协同的垂直切换决策算法

针对移动互联网用户的多终端协同的垂直切换问题,提出一种UMTS与WLAN异构网络环境下的多终端协同的垂直切换决策算法,其包含切换时间判断与多终端协同算法。首先利用模糊逻辑判断网络切换时机,然后综合考虑主观因素和客观因素,采用AHP（Analytic Hierarchy Process）合理定义权值并结合TOPSIS（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution）实现不同接入策略的性能评价,为用户提供最佳QoE（Quality of Experience）的多终端协同方案。实验结果表明：所提方法和基于迟滞算法相比,切换次数平均降低7.9次,切换失败率平均降低2.25%;网络选择结果与应用需求和用户需求保持较好的一致性。实现了多终端协同用户在异构网络环境下高效实时的垂直切换。     

认知无线电网络一种自适应切换机制的Markov建模分析

为了提高认知无线电网络(CRN)的利用率和吞吐量性能,提出了一种新的主用户优先的自适应频谱切换机制。强调主用户的优先地位,并考虑主用户到达率对次用户的通信影响和限制次用户对主用户的干扰功率,次用户以此自适应地决定执行主动切换机制或被动切换机制。在此自适应切换机制下建立了主次用户之间的Markov链,求出了相应的稳态概率,由稳态概率和不同状态下的吞吐量推导出系统吞吐量和信道利用率的解析表达式。又对次用户之间的通信建立了一个Markov链,推导出次用户之间传递控制信息的时间。数值结果表明提出的新的自适应切换机制比基于CSMA的接入方法具有更高的系统吞吐量和信道利用率,并且可以求出次用户之间的传递时间。     

Design novel weighted rating of multiple attributes scheme to enhance handoff efficiency in heterogeneous wireless networks

With the availability of multiple access interfaces, mobile device users can move between heterogeneous wireless networks. Service providers now must try harder to satisfy their users by ensuring connection service quality. The vertical handoff scheme plays an important role in this endeavor. We propose a novel handoff scheme that features two operating processes: attributes rating and network ranking. A self-developed WRMA (Weighted Rating of Multiple Attributes) method is used to rate attributes. TOPSIS is employed to rank networks. The WRMA-based handoff scheme, as we shall call it hereafter, select an AHP-SAW handoff model to compare with. The WRMA, which rates attributes directly, is relatively simple to use. Further, TOPSIS was found to be more precise than SAW in ranking networks. We also compared our handoff scheme with the traditional NIST signal handoff model. Four Key Performance Indicators of packet drop ratio, delay, jitter and throughput were applied in our experiments. Results demonstrate our handoff scheme outperformed the NIST model in lowering packet drop ratio for all four traffic types. Higher average throughput is achieved. Experiments also show improvements on packet delay and jitter. Such improvements can significantly enhance link service quality, making it more suitable for voice and video traffic applications.     

WLAN与蜂窝混合网络有效的信道切换策略

针对无线局域网WLAN(Wireless Local Area Network)与蜂窝混合网络,提出一种具有抢占蜂窝网络信道的切换策略。当使用蜂窝信道的终端移入WLAN覆盖区域时,只有在该终端所使用的信道被抢占时,该机制才进行垂直切换以减少因切换造成的时延与丢包;建立了该切换策略的三维马尔可夫模型,分析了WLAN网络的终端数、蜂窝信道的利用率、信道接入请求阻塞率、信道抢占率与信道被抢占率的性能。详细的仿真结果证明了提出的模型的有效性,当WLAN覆盖面积比例为0.2时,信道抢占概率最大;当终端移动速度达到100km/h时,信道被抢占的概率是移动速度为20km/h的3倍;提出的信道切换策略与随机切换策略相比,显著地降低了业务的丢包率与传输时延。     

UAVS通信网切换管理方案设计与分析*

针对UAVS通信网中的切换管理问题,提出了融合滞后余量与门限结合的切换判决方法、基于UAV节点自主决策的紧急切换控制策略和GCM-FIFO信道分配方案的切换管理方案.相关理论分析表明,该切换管理方案解决了UAVS通信网中节点高移动性、切换业务量高但信道数有限以及由于中继机节点遭遇威胁而带来的紧急切换等问题.     

异构网络中基于排队策略的信道分配研究

为满足特定用户的带宽需求,提出了一种改进垂直切换方案,将优先排队策略引入到垂直切换中。此方案的目的在于在优先满足特定用户的需求的条件下,研究整个系统的性能变化及对其他一般用户的影响。仿真结果表明,方案在优先保证特定用户需求的同时对其他用户阻塞率的影响较小,系统信道利用率较高。     

模糊控制在垂直切换判决算法中的应用

为了满足用户的各种通信需求,垂直切换判决算法中考虑的因素越来越多,判决因素的增加,使得切换判决所需的时间延长,不能够实现快而有效的切换判决,影响了移动终端的实用性。并行模糊控制系统使得各判决因素同时进行模糊推理且大大减少模糊规则的数量,降低了切换判决的时延。把网络可用带宽、用户移动速度及网络的服务费用作为判决因素进入并行模糊控制系统,通过用户服务类型的不同,对各判决因素动态地计算相应的权值,同时各判决因素通过模糊控制系统的输出值与权值对应相乘相加,从而得到最优的切换目标网络。仿真结果表明,该算法增强了切换的准确性,减少了不必要的切换,增强了系统性能。