異構(gòu)多認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)共存協(xié)調(diào)資源管理與配置框架研究.pdf

1、認(rèn)知無線電作為一種智能無線通信技術(shù)，能以第二用戶身份實(shí)現(xiàn)與主用戶頻譜資源共享，通過提高頻譜利用率緩解頻譜資源與需求之間的矛盾。隨著模擬電視向數(shù)字電視演進(jìn)，TV頻段釋放了大量空白頻段（television white space，TVWS），歐美等國(guó)家調(diào)整了TVWS頻段使用規(guī)則，IEEE等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布了多款基于認(rèn)知無線電工作于TVWS頻段的通信標(biāo)準(zhǔn)?；诓煌ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)的異構(gòu)認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)共存于TVWS頻段不可避免，但每種網(wǎng)絡(luò)需求存在差異

2、，且PHY/MAC策略不同，覆蓋區(qū)域重疊的異構(gòu)認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)缺乏協(xié)作，無序接入相同頻段，必然導(dǎo)致相互干擾，優(yōu)化資源管理和配置是協(xié)調(diào)共存網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行、高效利用TVWS頻譜資源的關(guān)鍵。本文圍繞異構(gòu)多認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)共存協(xié)調(diào)資源管理與配置展開研究，擬利用博弈論和最優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)資源管理與配置框架。
　　1）介紹了IEEE802.19.1技術(shù)規(guī)范的范圍和目的、共存系統(tǒng)需求和共存架構(gòu)中定義的實(shí)體和接口；闡述了IEEE802.19.1技術(shù)規(guī)范的應(yīng)用場(chǎng)

3、景和基于不同共存體系架構(gòu)的共存協(xié)調(diào)機(jī)制；分析了基于博弈論、拍賣模型和干擾溫度等典型的頻譜資源配置框架的原理和特點(diǎn)。
　　2）以博弈論為基礎(chǔ)，研究基于頻譜交易模型的異構(gòu)多認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)資源管理與配置框架。闡述了基于TVWS頻譜代理的頻譜交易模型及其基于該模型構(gòu)建的共存異構(gòu)認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)非合作博弈模型；分析了共存異構(gòu)認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)非合作頻譜定價(jià)博弈及其納什均衡，通過仿真分析納什均衡的存在性、唯一性以及共存認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)在納什均衡策略下的性能，驗(yàn)證

4、和評(píng)估了該資源管理與配置框架的合理性和有效性。
　　3）針對(duì)基于IEEE802.19.1技術(shù)規(guī)范的集中式共存協(xié)調(diào)體系架構(gòu)和協(xié)調(diào)式共存體系架構(gòu)，分別提出了基于凸優(yōu)化理論頻譜配置算法的集中式頻譜配置機(jī)制和分布式頻譜源配置機(jī)制。在基于凸優(yōu)化理論的頻譜配置算法中引入代價(jià)機(jī)制，分析了優(yōu)化頻譜配置算法流程，仿真測(cè)試了基于優(yōu)化頻譜配置算法的共存認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)在不同用戶數(shù)下的最優(yōu)頻譜分配結(jié)果，驗(yàn)證了異構(gòu)多認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)共存場(chǎng)景下該頻譜配置機(jī)制的有效性