基于認(rèn)知無線電（Cognitive Radio，CR）的機(jī)會頻譜接入（Opportunistic Spectrum Access，OSA）系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是允許認(rèn)知用戶在不干擾授權(quán)用戶正常通信的前提下，接入授權(quán)頻段，機(jī)會式地利用授權(quán)頻譜進(jìn)行通信。近幾年，認(rèn)知無線技術(shù)得到了較大的發(fā)展，但還遠(yuǎn)不夠成熟，目前大部分文章只是從概念上闡述了切換管理對于維持認(rèn)知用戶通信連續(xù)性的重要意義以及認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中切換所面臨的問題，或者將切換與頻譜分配和接入等功能模塊進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，但是，由于MC是無記憶的，對于很多新型業(yè)務(wù)及復(fù)雜業(yè)務(wù)，簡單地將其到達(dá)規(guī)律假設(shè)為泊松分布并不能反映業(yè)務(wù)的真實(shí)特性；此外，其狀態(tài)數(shù)目往往隨并發(fā)分量的增加呈指數(shù)增長，容易產(chǎn)生空間爆炸問題。這些限制使馬爾科夫模型很難為多業(yè)務(wù)共存，多用戶并發(fā)的CR網(wǎng)絡(luò)建模。

　　為了克服Markov模型在分析目前寬帶業(yè)務(wù)中的局限性，J．Fernando在1997年首次將Petri網(wǎng)（PN）引入通信系統(tǒng)，并驗(yàn)證了其比MC具有優(yōu)越性。著色Petri網(wǎng)rCPN）是具有層次性的高級Petri網(wǎng)，它有機(jī)地結(jié)合了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和層次分解，通過層次分解還可以有效地縮減系統(tǒng)的狀態(tài)空間，同時結(jié)合ML程序語言使得模型易于實(shí)現(xiàn)。是少有的能同時用于驗(yàn)證系統(tǒng)功能的正確性和評估系統(tǒng)性能的建模語言。

　　鑒于此，本文用CPN建立了一種認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中與時間有關(guān)的頻譜切換模型，并通過性能分析求得頻譜切換概率。通過與理論結(jié)果的對比，驗(yàn)證了該模型的正確性。論文的安排如下：本文首先介紹了切換策略，提出了在一次CR用戶服務(wù)時間內(nèi)的各種時間關(guān)系模型；接著介紹了認(rèn)知無線電系統(tǒng)OSA模型下認(rèn)知用戶行為的CPN模型；文章在第4節(jié)進(jìn)行了系統(tǒng)性能仿真分析；最后給出結(jié)論和下一步研究方向。