关于遗传算法的认知无线电频谱管理研究.pdf

Research for Spectrum Management Method of Cognitive Radio based on Genetic Algorithm A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master of Engineering By Gaudence Stanslaus Tesha Supervised by Ass. Prof. Han Qingwen Major: Communication and Information System College of Electronics and Communication Engineering Of Chongqing University, Chongqing, China May, 2011 中文摘要 摘 要 近年来无线通信业务迅猛发展，为了满足无线电业务的服务质量要求，无线 通信对无线频谱需求增加，导致了部分频谱拥挤及一些频谱未充分利用。为了克 服这个问题，认知无线电技术被提出，它既能解决频谱稀缺的问题又不会给授权 用户带来影响。 本文主要是对认知无线电频谱管理方法的研究，通过使用遗传算法来提高频 谱利用率和最小化频谱的拥挤。认知无线电感知的博弈论和负载均衡算法在本文 中都进行了论证，最后介绍了遗传算法。本文先列出提纲介绍认知无线电网络的 概念，包括现目前的无线网络，认知无线电的各层，路由方式和频谱感知。然 后，基于授权用户和未授权用户吞吐量和跨层频谱管理分析频谱管理方法，得出 结论许多系统的无线电频谱分配是未充分利用频谱的。 负载均衡算法优化认知无线电信道分配存在两个问题。第一，认知用户发现 授权用户未使用的频谱机会，在这种情况下，认知用户需要查明机会频谱再决定 怎么使用它们。第二，认知用户能选择的可用信道也存在问题，那就是如果动态 频谱接入技术给认知用户提供了大量的频谱，认知用户也仍然需要尽可能有效的 使用这些资源。 研究的结果建立在使用遗传算法仿真的结果上，指出了使用 MATLAB 工具 对无线电频谱所选参数的仿真情况。GA 的理想情况为 100%，重复运行 10 次的 结果如下：数据成功传递 6 次，误码率为 7/10，可运行的频率为6 次以及信号功 率为 50% 。在多次运行之后得出的结论是：所有染色体结果的均值在 70% 和 100%之间是最合适的。 关键词：认知无线电，频谱管理，博弈论，遗传算法 I M.A. Thesis of Chongqing University II ABSTRACT ABSTRACT The rapid revolution in wireless communication in past years has increased and brings the demand of radio spectrum to fulfill quality of service (QoS) requirements of wireless technology in application which leading to underutilized and overcrowding spectrum problem. To solve this problem of sp