基于認知無線電技術的混合網(wǎng)絡研究.pdf

1、無線數(shù)據(jù)業(yè)務的快速增長，給無線通信網(wǎng)絡容量提出了越來越高的要求。一方面，可以進行授權分配的無線頻譜資源越來越稀缺，而另一方面，對頻譜資源使用情況的調(diào)查卻顯示頻譜利用率低的現(xiàn)象仍普遍存在。在不對當前無線系統(tǒng)和應用產(chǎn)生明顯影響的條件下提高頻譜使用效率，將有助于緩解頻譜資源短缺這個瓶頸問題。
　　 認知無線電技術通過設備對無線電環(huán)境的感知，獲得頻譜使用情況和信道狀況等邊信息，并利用這些感知信息進行無線頻譜資源的靈活使用。動態(tài)頻譜共享通

2、過應用認知無線電技術，實現(xiàn)多個無線系統(tǒng)對無線頻譜資源的共享和重用，可以人大提高總吞吐量和資源使用效率。
　　 以認知無線電技術為基礎，共享頻譜資源的多個無線通信系統(tǒng)形成混合網(wǎng)絡。認知無線電系統(tǒng)可能是具有基礎架構的網(wǎng)絡，也可能是Ad hoc網(wǎng)絡，結構的不同將很大程度上影響混合網(wǎng)絡的系統(tǒng)方案設計，及其無線資源管理策略，包括干擾控制和避免機制等。本文主要研究由一個認知無線電系統(tǒng)和一個傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)組成的混合網(wǎng)絡，及其動態(tài)頻譜共享問題

3、。
　　 本文第一章介紹了認知無線電技術的發(fā)展和研究現(xiàn)狀；第二章研究了基礎架構認知無線電系統(tǒng)在混合網(wǎng)絡環(huán)境中的無線資源管理算法；第三章重點針對蜂窩系統(tǒng)和具有認知能力的端到端直接通信系統(tǒng)所組成的混合網(wǎng)絡研究了系統(tǒng)方案設計，包括基本框架和干擾控制和避免機制；第四章以蜂窩與端到端混合網(wǎng)絡和提出的系統(tǒng)方案為基礎，對認知無線端到端直通系統(tǒng)的無線資源管理算法進行了研究。論文的主要創(chuàng)新工作如下：
　　 1.針對混合網(wǎng)絡中基于OFDMA

4、技術的基礎架構認知無線電系統(tǒng)，在干擾溫度約束條件下，提出了基于迭代調(diào)整方式的資源分配方法。資源調(diào)整算法分為兩種：以干擾上限和等效噪聲底線估計子載波調(diào)整帶來的吞吐量變化，該算法性能接近最優(yōu)算法，但復雜度仍較大；另一種簡化算法僅粗略估計子載波調(diào)整帶來的吞吐量變化，可以在較低的復雜度下獲得較好的性能。
　　 2.針對蜂窩通信系統(tǒng)和端到端通信系統(tǒng)組成的混合網(wǎng)絡，提出了一種基于認知無線電的系統(tǒng)方案?；旌暇W(wǎng)絡中的兩個系統(tǒng)采用相同的物理層傳輸

5、技術，具有相同的幀結構并相互同步，并提出基站輔助的分布式端到端無線資源管理。以此為基礎，針對端到端通信共享蜂窩系統(tǒng)上行/下行無線資源的不同情況，分析了兩系統(tǒng)之間的干擾，并提出了相應的干擾控制和避免機制。
　　 3.針對蜂窩通信系統(tǒng)和端到端通信系統(tǒng)組成的混合網(wǎng)絡，提出了基站輔助的分布式端到端通信無線資源管理的具體方案，以及一種基于蜂窩用戶調(diào)度信息和基站輔助信息的分布式功率控制算法，以適應兇蜂窩網(wǎng)絡的快速資源調(diào)度導致的時變干擾環(huán)境。