4.5 Restless Bandits问题求解..................... 85-89 4.6 仿真结果与性能分析..................... 89-97 4.7 本章小..................... 97 参考文献..................... 97-101
第五章 协作与认知无线通信网络..................... 101-128 5.1 引言..................... 101-103
5.2 系统模型 .....................103-109
5.3 多媒体传输的率失真优化..................... 109-111
5.4 基于POMDP方法的问题建模 .....................111-114 5.5 POMDP问题求解 .....................114-117 5.5.1 最优策略 .....................114-116 5.5.2 次优策略 .....................116-117
5.6 仿真结果与性能分析..................... 117-124 5.7 本章小结 .....................124 结论
本论文以认知无线网络巾的协作传输为核心，以认知用户端到端的性能优化为目标展开研究，讨论了协作通信中的中继节点选择和资源分配、协作与认知无线通信网络中的TCP性能以及多媒体传输性能的优化，其主要工作可归纳如下： 1.提出了基于DF模式的协作通信网络中的机会多中继选择策略及最优功率分配算法。为延长平均网络生存时间，在中继选择的过程中综合考虑瞬时信道状态信息和节点的剩余能量信息，避免了信道条件好的中继节点过度使用的情况，并且实现了多个巾继节点参与协作传输的“涌现”增益。在此基础上，以最大化信道容量为目标，在系统总功率受限的条件下，利用凸优化理论中的对偶分解和次梯度投影算法，对源节点和协作中继节点的功率进行最优分配。
2.提出了 Underlay协作与认知无线通信网络中TCP性能优化机制，并保证PU的QoS需求，即PU链路的中断概率低于预设的门限值。从跨层设计的角度考虑了动态频谱特性、最佳中继选择策略、物理层的自适应调制与编码机制、MAC的自动重传机制、最优功率分配对TCP端到端的吞吐量的影响;另外从能效(Energy Efficiency)的角度考虑了剩余能量对网络生存时间的影响。将支持协作通信的认知无线网络描述为一个Restless Bandits系统，利用其优先权-索引特性，通过线性规划松弛和原始-对偶启发式算法得出最优策略。
3.利用跨层设计的方法优化了协作与认知无线通信网络中的多媒体传输性能。以应用层的QoS (即端到端的视频失真)为目标，对应用层视频编码中的帧内刷新率进行优化，使之自适应当前的网络状况。由于漏检和误检情况的发生，频谱占用状态无法直接观察，因而将协作与认知无线通信网络中的信道感知和信道接入描述为部分可观测马尔可夫过程(POMDP)。通过动态规划算法和值函数得出POMDP问题的最优解;另外，为了减小计算的复杂度，利用贪婪算法得出次优策略。 参考文献
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<> 1.绪论
1.1研究背景
网络被认为是互联网发展的第三阶段。网络的设计和实施能够带来切身实际的利益，城域网、企业网、局域网、家庭网和个人网络都是网络发展的体现。网络发明的初衷并不仅仅是表现在它的规模上，而是互联互通，资源共享，消除资源访问的壁垒，让生活更加方便、快捷、高效。随着网络技术的发展，网络在应用方面也体现出了很大的潜力，能够共享和调度成千上万的计算设备协同并发工作，能汇聚数百万计的信息资源加以归类、分析和发布，还可以让世界每一个角落的人们实时沟通交流。在现代高速发展的社会里，企业与企业之间的联系日益密切，大量的、复杂的信息交流显得由为重要。随着电子科技的高速发展，那些如何复杂大量的信息，通过网络技术帮助下，就可以轻而易举的从某一地方传送到另一地方，而且简单、快速、准确，给人们带来了很大的方便。而在现代企业中，网络技术在管理中的应用，已显得举足轻重。随着企业信息化进程的进一步深入和发展，计算机在企业中的应用越来越广泛，而企业对计算机的依赖越来越强。随着网络应用的日益丰富以及人们在日常生活中对网络依赖的日渐紧密，那么对于网络吞吐量，网络延时，网络链路的稳定性以及网络服务的多样性就会产生新的要求，同时也希望网络应用的花销能更加低廉，这样针对电信网络运营商所提供的服务将会产生巨大的挑战，本实时通信系统的成功应用将会给运营商们提供更加方便，快捷，稳定，并且低廉的网络运营成本，本实时通信系统帮助企业实现巨大的商业价值的同时也为用户带来的更加高效，快速，稳定并且廉价的网络服务资源。
1.2 选题理论
1.2.1 需求分析方法
在软件的设计和开发过程中，需求分析是一个重要的阶段，
是项目开发的基本要素，是项目实现和实行的关键。软件工程的需求分析指的是了解用户需求，在软件的功能上和客户沟通并且达成一致，评估软件的风险系数和项目需要付出的代价，最终形成一个完善设计实现的复杂过程。目前比较流行的软件需求分析方法有：结构化分析方法和面向对象的分析方法。
1. 结构化分析
结构化分析方法给出一组帮助系统分析人员产生功能规约的原理与技术。它一般利用图形表达用户需求，使用的手段主要有数据流图、数据字典、结构化语言、判定表以及判定树等。结构化分析的步骤如下：①分析当前的情况，做出反映当前物理模型的 DFD;②推导出等价的逻辑模型的 DFD;③设计新的逻辑系统，生成数据字典和基元描述;④建立人机接口，提出可供选择的目标系统物理模型的 DFD;⑤确定各种方案的成本和风险等级，据此对各种方案进行分析;⑥选择一种方案;⑦建立完整的需求规约。
2. 面向对象分析
面向对象是在结构化设计方法出现很多问题的情况下应运而生的。从结构化设计的方法中，我们不难发现，结构化设计方法求解问题的基本策略是从功能的角度审视问题域。它将应用程序看成实现某些特定任务的功能模块，其中子过程是实现某项具体操作的底层功能模块。在每个功能模块中，用数据结构描述待处理数据的组织形式，用算法描述具体的操作过程。面对日趋复杂的应用系统，这种开发思路逐渐暴露了一些弱点。那么面向对象的分析首先根据客户需求抽象出业务对象;然后对需求进行合理分层，构建相对独立的业务模块;之后设计业务逻辑，利用多态、继承、封装、抽象的编程思想，实现业务需求;最后通过整合各模块，达到高内聚、低耦合的效果，从而满