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第1章 绪论1

1.1 下一代无线网络发展及问题1

1.1.1 下一代无线网络的概念1

1.1.2 下一代无线网络中的切换问题2

1.2 异构无线网络的垂直切换技术4

1.2.1 垂直切换的概念4

1.2.2 垂直切换的过程及特点5

1.2.3 垂直切换的判决参数5

1.2.4 垂直切换判决算法的分类7

1.3 认知无线电网络中的频谱切换11

1.3.1 频谱切换的概念11

1.3.2 频谱切换性能的评价指标11

1.3.3 频谱切换的分类12

1.3.4 频谱切换的过程13

1.3.5 频谱切换过程的抽象方法14

1.4 当前研究存在的主要问题及分析14

1.4.1 异构无线网络垂直切换研究存在的问题14

1.4.2 认知无线电网络频谱切换研究存在的问题16

1.5 本章小结17

参考文献17

第2章 基于效用函数的垂直切换方案19

2.1 引言19

2.2 垂直切换性能参数的分析21

2.2.1 影响垂直切换性能的参数21

2.2.2 垂直切换性能参数的归一化22

2.3 基于代价函数权值可变的自适应垂直切换算法23

2.3.1 速度自适应机制23

2.3.2 权值可变的代价函数垂直切换判决算法25

2.4 实例及方法分析27

2.4.1 网络集更新速度的提高率分析28

2.4.2 切换次数分析29

2.4.3 网络阻塞率分析30

2.5 本章小结30

参考文献31

第3章 基于决策树的垂直切换技术32

3.1 引言32

3.2 现有基于决策树的垂直切换及性能分析33

3.2.1 算法判决过程34

3.2.2 判决错误概率性能分析34

3.3 基于决策树的稳健垂直切换方法37

3.3.1 卡尔曼滤波算法获取更准确的网络属性值37

3.3.2 设置概率阈值区间增强算法容错、纠错能力38

3.3.3 切换判决方法40

3.3.4 基于决策树的稳健垂直切换算法性能分析40

3.4 实例及方法分析43

3.4.1 系统模型和仿真参数设置43

3.4.2 判决精准性分析44

3.4.3 切换次数和切换失败率分析47

3.4.4 误码率和吞吐量分析48

3.4.5 算法时间开销分析50

3.5 本章小结53

参考文献53

第4章 基于马尔可夫过程的垂直切换技术55

4.1 引言55

4.2 系统模型56

4.3 预测垂直切换算法57

4.3.1 马尔可夫过程58

4.3.2 转移概率58

4.3.3 模糊逻辑确定属性权重59

4.3.4 效用函数及垂直切换算法60

4.4 实例及方法分析61

4.4.1 参数设置61

4.4.2 负载率和阻塞率性能分析61

4.4.3 丢包率和乒乓效应分析63

4.4.4 垂直切换最佳性能分析64

4.5 本章小结65

参考文献65

第5章 基于云模型的垂直切换技术67

5.1 引言67

5.2 相关研究67

5.3 信任度形式化定义及动态更新算法69

5.3.1 概念的不确定性描述工具——云模型69

5.3.2 基于云模型的信任度的形式化定义70

5.3.3 信任度动态更新算法71

5.4 基于云模型的安全垂直切换算法72

5.4.1 现有切换算法72

5.4.2 HWN中考虑信任的安全垂直切换算法72

5.5 实例与方法分析74

5.5.1 实验仿真模型及参数74

5.5.2 所提算法与已有算法的安全接入率性能比较75

5.5.3 所提算法与已有算法的吞吐率性能比较77

5.6 本章小结78

参考文献78

第6章 基于1型模糊逻辑的垂直切换技术80

6.1 引言80

6.2 切换时刻的负载状态预测81

6.3 1型模糊推理系统的构建82

6.3.1 设计1型隶属度函数82

6.3.2 建立1型模糊推理系统85

6.4 算法实现与流程85

6.5 实例及方法分析86

6.5.1 阻塞率和能耗分析87

6.5.2 吞吐量和平均切换次数分析89

6.5.3 网络选择结果分析90

6.6 本章小结92

参考文献93

第7章 基于2型模糊逻辑的垂直切换技术94

7.1 引言94

7.2 基于认知能力的智能MT设计95

7.3 判决参数的归一化96

7.3.1 用相对值归一化接收信号强度和时延96

7.3.2 用占比值归一化网络宽带和数据速率96

7.3.3 用参数值直接归一化服务费用和终端能耗97

7.4 速度自适应策略97

7.4.1 车载终端径向平均速度的测量97

7.4.2 自适应候选网络集更新时间98

7.4.3 速度自适应网络更新98

7.5 基于区间2型模糊逻辑的切换判决算法99

7.5.1 基于模糊推理控制系统的切换判决算法99

7.5.2 2FL-VHO算法实现流程100

7.6 基于云模型的切换判决算法101

7.6.1 基于云推理控制系统的切换判决算法101

7.6.2 CM-VHO算法实现流程103

7.7 实例及方法分析104

7.7.1 候选网络集更新频率分析105

7.7.2 平均吞吐量分析105

7.7.3 网络阻塞概率分析106

7.8 本章小结107

参考文献107

第8章 基于层次分析法的垂直切换技术109

8.1 引言109

8.2 切换判决参数的选取110

8.3 基于AHP的垂直切换技术112

8.3.1 参数权重初始化112

8.3.2 权重的动态调整115

8.3.3 判断是否触发切换115

8.4 实例及方法分析118

8.4.1 阻塞率和吞吐量分析118

8.4.2 切换次数分析120

8.4.3 可调切换阈值的影响120

8.5 本章小结122

参考文献122

第9章 基于双向匹配模型的垂直切换算法123

9.1 引言123

9.2 用户和网络的评估模型124

9.2.1 系统模型124

9.2.2 用户侧的评估模型126

9.2.3 网络侧的评估模型128

9.3 双向匹配模型的建模和求解129

9.3.1 双向匹配模型的建模129

9.3.2 双向匹配模型的求解131

9.4 实例及方法分析133

9.4.1 用户侧评估模型的影响分析133

9.4.2 网络侧评估模型的影响分析135

9.4.3 系统性能的分析136

9.4.4 时间复杂度分析138

9.5 本章小结138

参考文献138

第10章 基于多目标优化的垂直切换算法140

10.1 引言140

10.2 服务满足度模型及系统建模141

10.2.1 服务满足度模型142

10.2.2 系统切换模型142

10.3 获取预期服务满足度的概率144

10.3.1 EI Farol酒吧问题模型的构建144

10.3.2 用户获取预期服务满足度的概率145

10.4 成本感知网络切换方案147

10.4.1 算法过程147

10.4.2 时空复杂度评估149

10.5 实例及方法分析150

10.5.1 仿真参数设置151

10.5.2 用户服务满足度与回报率151

10.5.3 网络负载率152

10.5.4 网络总吞吐量与用户平均切换阻塞率153

10.5.5 拥有网络服务的用户比例155

10.5.6 时间复杂度155

10.6 本章小结157

参考文献157

第11章 基于排队论的认知无线电网络频谱切换方案159

11.1 引言159

11.2 认知无线电网络频谱切换综述160

11.2.1 基于概率论的SHO方法160

11.2.2 基于马尔可夫过程的SHO方法160

11.2.3 基于排队论的SHO方法161

11.2.4 基于模糊逻辑的SHO方法161

11.2.5 基于模糊神经网络的SHO方法162

11.2.6 各种方法的比较163

11.3 基于二维坐标系的包调度算法163

11.3.1 问题描述与建模163

11.3.2 频谱空洞填充算法166

11.3.3 包迁移算法166

1 1.3.4 基于HF和PM算法的包调度算法167

11.3.5 包调度算法的计算复杂度分析168

11.4 基于包调度的主动频谱切换机制171

11.5 PSHO-HF-PM机制的总传输服务时间性能分析171

11.5.1 PRP M/G/1队列网络模型171

11.5.2 PRP M/G/1队列网络模型与SHO过程的关系172

11.5.3 SU的总传输服务时间性能分析173

11.6 实例及方法分析175

11.6.1 传输信道性能176

11.6.2 随着PU业务量的增加，网络服务质量性能178

11.6.3 随着SU业务量的增加，网络服务质量性能179

11.7 本章小结181

参考文献181

第12章 基于排队论的认知无线电网络非理想检测下的频谱切换算法183

12.1 引言183

12.2 具有错误数据重传机制的频谱切换算法184

12.3 频谱切换算法性能参数定义186

12.4 SU的扩展数据传输时间187

12.4.1 传输时延分析187

12.4.2 扩展数据传输时间分析191

12.5 实例及方法分析192

12.5.1 两种频谱检测情况的性能比较192

12.5.2 主次用户的业务量和漏检概率对SU性能的影响193

12.5.3 接收端接收到正确数据的概率比较197

12.6 本章小结198

参考文献198

第13章 基于混合频谱切换的最优目标信道选择算法200

13.1 引言200

13.2 基于混合频谱切换的网络场景和问题假设201

13.3 基于混合频谱切换的累积时延分析203

13.3.1 理想检测中的累积时延分析对比203

13.3.2 非理想检测中的时延分析206

13.4 最优化切换时延的目标信道选择算法207

13.5 实例及方法分析209

13.5.1 理想检测下SU的累积切换时延分析209

13.5.2 PU的到达率对SU累积切换时延的影响210

13.5.3 虚警和漏检概率对SU累积切换时延的影响212

13.5.4 信道的阻塞概率分析213

13.6 本章小结214

参考文献215