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、無線通信網絡的高速發(fā)展，帶來了無線新業(yè)務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模型描述業(yè)務的隨機特性，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，模型難免會產生狀態(tài)空間爆炸問題。
　　本文立足于著色Petri網（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絡中頻譜接入策略和多業(yè)務通信系統(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絡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。結果表明CPN模型不但能夠實現(xiàn)Markov語義的分析方法，而且其分層結構能夠處理復雜系統(tǒng)的狀態(tài)空間爆炸問題。隨后，應用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