認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜分配的最優(yōu)化研究.pdf

1、飛速發(fā)展的無線電通信技術(shù)需要越來越多的頻譜資源，但是根據(jù)最近的研究報告指出，絕大部分已分配的頻譜資源存在著利用率嚴(yán)重低下的問題。而認(rèn)知無線電技術(shù)是緩解頻譜短缺和利用率低下問題的一個有效方法，它允許認(rèn)知用戶在不干擾授權(quán)用戶的情況下，伺機(jī)利用已分配的頻譜資源。在使用授權(quán)頻譜之前，認(rèn)知用戶首先要進(jìn)行頻譜感知，感知周圍環(huán)境中的空閑頻譜，然后調(diào)整它的操作參數(shù)，有效使用檢測到的頻譜資源。因此在頻譜感知階段，系統(tǒng)需要決定每一個認(rèn)知用戶感知和利用哪些信

2、道/頻譜。另外為了避免對授權(quán)用戶產(chǎn)生干擾，認(rèn)知用戶一旦檢測到授權(quán)用戶要重新使用頻譜時，需要讓出信道，然后切換到其他的空閑信道來繼續(xù)其未完成的數(shù)據(jù)傳輸。這些就是認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜管理的問題。在本文中，主要通過研究頻譜感知和頻譜分配等問題來提高系統(tǒng)的性能，而對于頻譜管理中的其它問題，比如頻譜切換，我們會留在以后繼續(xù)研究。本文的研究結(jié)果表明，對于頻譜資源，如果進(jìn)行有效的管理，可以大大改善系統(tǒng)的性能和提高系統(tǒng)的吞吐量。
　　在認(rèn)知無線電

3、網(wǎng)絡(luò)中，關(guān)于頻譜管理的一個基本問題是：怎樣合理地分配頻譜資源給非授權(quán)收發(fā)雙方進(jìn)行頻譜感知和利用。本文中考慮的頻譜分配問題更加接近實際的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而且更加通用。因為我們所建立的模型，考慮到授權(quán)信道和非授權(quán)收發(fā)雙方的不同特性。不同的信道有著不同的信道容量和空閑概率，同時不同的收發(fā)雙方也有著不同的地理位置，檢測閾值和接收的信噪比。為了最大化認(rèn)知用戶可獲得的吞吐量，本文在綜合考慮有效性約束條件、頻譜跨度約束條件和無干擾約束條件下，將頻譜