認(rèn)知無線電動態(tài)頻譜接入技術(shù)研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)和多業(yè)務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，人們對寬帶無線業(yè)務(wù)的需求不斷增加，頻譜這種不可再生的寶貴資源正逐漸變得短缺。然而現(xiàn)有的固定頻譜分配策略，導(dǎo)致許多已經(jīng)分配給授權(quán)用戶的頻譜在某些時間段卻處于空閑狀態(tài)，頻譜利用率較低，存在較大的頻譜浪費(fèi)現(xiàn)象。認(rèn)知無線電技術(shù)CR(Cognitive Radio)的出現(xiàn)提高了頻譜利用率，緩解了頻譜資源不足的問題，因而成為目前無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 認(rèn)知無線電是一種新興的智能無線通信技術(shù)，它

2、通過頻譜感知、功率控制和頻譜管理、頻譜共享、頻譜切換等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在不對授權(quán)用戶正常通信造成影響的前提下，伺機(jī)接入授權(quán)用戶合法頻段，實(shí)現(xiàn)動態(tài)頻譜接入，提高頻譜利用率。
　　 本文從認(rèn)知無線電技術(shù)特性出發(fā)，主要研究認(rèn)知無線電動態(tài)頻譜接入的關(guān)鍵技術(shù)——功率控制技術(shù)。針對博弈論在解決系統(tǒng)緊缺性資源方面的研究優(yōu)勢，文中詳細(xì)研究了基于博弈論的認(rèn)知無線電分布式功率控制算法。論文首先研究了Overlay頻譜共享方式下，認(rèn)知無線電的功率控制博

3、弈算法。從物理意義角度出發(fā)，詳細(xì)分析了NPG算法的導(dǎo)出過程，接著研究了NPGP算法，通過MATLAB仿真驗(yàn)證了該算法實(shí)現(xiàn)了對NPG算法的性能改進(jìn)。為了進(jìn)一步提高認(rèn)知無線電系統(tǒng)的通信性能，本文在研究NPGP sigmoid算法的基礎(chǔ)上，提出改進(jìn)的NPGP sigmoid算法，提出了“納什均衡門限因子”的概念，并證明改進(jìn)的NPGP sigmoid算法所提出的效用函數(shù)是關(guān)于該因子的單調(diào)遞減函數(shù)，通過MATLAB仿真，證明了改進(jìn)的NPGPsig

4、moid算法在減小“納什均衡門限因子”取值時，可以進(jìn)一步提高認(rèn)知用戶的效用且減小認(rèn)知用戶的發(fā)射功率。
　　 論文接著研究了Underlay頻譜共享方式下，認(rèn)知無線電的功率控制博弈算法。在分析 CDPC算法和Koskie-Gajic算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合對數(shù)函數(shù)要求自變量非負(fù)的特點(diǎn)，提出了對數(shù)效用功率控制算法，從而在效用函數(shù)設(shè)計上就保證了認(rèn)知用戶信干比大于等于目標(biāo)信干比的要求，接著通過理論和MATLAB仿真證實(shí)了該算法的這一優(yōu)點(diǎn)。此外