无线电论文范文：无线电在网络演算中的仿真建模分析

第一章引言

1.1研究背景概述
目前对认知无线电的研究成果很有局限性，大部分的研究结果是利用现有的排队论的理论结果，而且业务类型也主要是基于泊松业务类型。但是，对于实际系统而言，业务类型是各种各样的，如周期业务，高斯业务等。另外，在很多分析结论中，并没有很好的考虑到感知用户进行频谱检测出错时的情况处理。随机性的网络演算能够很好的解决这些问题。随机性网络演算是基于最小加代数的一种网络分析方法，最近几年得到了飞快的发展。利用随机性网络演算来分析认知无线电能够得到一些有价值的结论，对于认知无线电的组网以及网络优化等有很好的指导意义。

1.2论文研究内容
本论文从仿真角度出发，在充分理解网络演算理论的基础上进行认知无线电网络的建模和分析。在对仿真模型进行研究后，我又研究了不同的业务模型和信道模型的情形，包括泊松业务、周期业务、高斯业务以及理想信道和GE信道的模型建立，仿真程序的设计和工作流程的实现。并且得到了在不同业务流和不同信道情况下的网络缓存队列长度和网络业务时延的分布情况。我还分析了当网络不同负载时的性能和感知用户在不同感知错误概率情况下的网络容量变化，得到了一些结论。这些仿真数据对于认知无线电的组网和无线资源优化有很好的指导意义。

1.3论文组织结构
本论文的组织结构如下，一共分为6章内容:第一章:引言。主要概述本论文的研究背景，主要的研究内容和论文的组织结构。第二章:网络演算的基本知识。主要介绍网络演算的理论知识，并且得到随机性网络演算的网络缓存队列长度和业务延迟这两个参数分布的表达式，为后续仿真时的模型建立和统计参数提供理论基础和依据。第三章:认知无线电介绍。介绍认知无线电的发展历史以及认知无线电的关键技术频谱池的原理和应用。通过这一章的介绍，能够了解认知无线电的组网原理，方便后续引出认知无线电在网络演算中的建模。第四章:网络演算对认知无线电的分析。这一章是本论文的核心内容，本章首先在前面介绍的基础上研究了认知无线电在网络演算中的模型建立，然后通过对模型的分析得出了仿真程序的设计，接下来在总的仿真框架下研究了多个业务流和信道模型的仿真实现，包括泊松业务、周期业务、高斯业务以及理想信道和GE信道。第五章:认知无线电仿真结果分析。本章以LTE系统为例，应用第四章中的仿真程序，通过改变参数，获得一些结果，并且对结果进行了分析。得出了参数改变对于认知无线电系统性能的影响关系。第六章:结束语。对论文进行了总结并展望了未来的研究方向。
第二章网络演算基本知识
随着无线通信网络的快速发展，经常需要评估当网络的参数和负载发生变化时，对整个通信网络产生的影响，或者需要对目前网络状况的定量或定性分析来预测网络状况在未来可能发生的变化。以前对网络进行分析时主要采用的方法大多是结合概率论、排队论以及随机过程等传统的理论依据和应用工具。在一些具体网络情况的应用中，这些理论和应用工具有一些很好的效果，但同时也表现出了一些不尽如人意的地方。特别是随着网络基础建设技术的发展和用户体验感觉的提升，对网络所能提供的服务质量Qos(QuahtyofService)也有了较高的要求。目前，提升网络Qos性能也成为了一个研究热点，并且提出了网络保证服务(ouaranteedserviee)这一概念。为了满足网络QoS的需求，有一些理论针对网络中的数据包队列管理和调度进行了算法上的调整和优化，从而提出了很多Qos控制机制。网络演算(NetworkCalculus)理论就是在这种情况下提出来的。网络演算的理论从提出到发展，经历的历程还不到二十年的时间，1991年，Cruz和chang提出了网络演算理论的基本雏形，后来，经过许多学者的研究，网络演算得到了很大的发展，而且使得网络演算在分析网络QoS性能时得到了更加广泛的应用。
 
   2.1 最小加代数相关 .....................11-15
    2.2 确定性网络演算 .....................15-19
        2.2.1 确定性到达曲线 .....................16-18
        2.2.2 确定性服务曲线 .....................18-19
    2.3 随机性网络演算 .....................19-27
    2.4 本章小结 .....................27-28
第三章 认知无线电介绍 .....................28-36
    3.1 认知无线电背景 .....................28-30
    3.2 频谱池在认知无线电中的应用 .....................30-35
    3.3 本章小结 .....................35-36
第四章 网络演算对认知无线电的分析 .....................36-53
    4.1 认知无线电在网络演算中的模型建立 .....................36-38
    4.2 仿真程序总体设计 .....................38-41
    4.3 几种业务模型的仿真建模 .....................41-51
    4.4 本章小结 .....................51-53
第五章 认知无线电仿真结果分析 .....................53-65
    5.1 仿真参数的确定 .....................53-55
    5.2 PU不同负载时的网络容量 .....................55-57
    5.3 不同感知错误概率的网络容量 .....................57-59
    5.4 不同信道衰落下的网络容量 .....................59-60
    5.5 多信道下的网络容量 .....................60-65

总结

本论文来自于本人研究生期间的主要研究内容，主要的创新点和工作内容在第四章和第五章中。本论文首先介绍了网络演算的基本内容，包括网络演算的数学基础，最小加最大加代数以及网络演算用于分析网络性能时经常用到的到达曲线和服务曲线的概念和性质。然后，论文介绍了认知无线电网络的基础知识，包括认知无线电网络的发展状况，组网结构和组网原则等。通过对网络演算和认知无线电网络的介绍，本论文又自然而然的引出了网络演算中对认知无线电的系统建模。接着，论文讲述了模型中的一些细节处理方法，包括对业务流的讨论和信道的分类，并且分别从模型的概念和实际仿真的角度给出了不同情况下业务流和信道的处理方式和程序设计。最后给出了典型场景的仿真结果，并进行了分析。
从本论文的讲述中可以看到，网络演算应用于认知无线电的分析时，后续还有很多值得研究的地方。例如信道为多信道时，尸U的业务流不再是周期性的ON一OF「时的情形，此时又有怎样的性能改变呢?当业务流变为其他的业务流，如VOIP业务流时，在分析时该做些什么变化呢?等等。所以当网络演算应用于分析认知无线电时，将会得到许多有用的结果，是一个很值得研究的方向。

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