認知異構網的頻譜資源管理算法.pdf

1、隨著無線通信技術和無線業(yè)務的飛速發(fā)展，多種接入網共存的異構無線網絡（HWNs）成為無線通信網絡的發(fā)展趨勢，其頻譜需求也迅猛增長，而固定頻譜分配政策將可用頻譜用于特定的無線技術，留給新系統(tǒng)和新技術的頻段很少，頻譜資源短缺的狀況日益嚴重。此外，部分已分配頻段的利用率比較低，尤其是在異構網中，雖然這些接入網提供相似業(yè)務，但因分別獨立工作，所以一般的頻譜分配不能保證業(yè)務總是獲得最佳的服務質量。因此，探究異構網絡下的頻譜分配方法是必要的。

2、　　本文重點研究了認知異構網系統(tǒng)中的頻譜分配方法，提出了兩級資源管理結構，對資源進行優(yōu)化管理。
　　論文工作主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
　?。?）首先簡要介紹了無線頻譜的特性，由其稀缺性和不可再生性得出無線頻譜資源管理的重要性。針對這種特性，本文對認知異構網絡場景中的頻譜資源共享管理技術進行研究，構建了一個長周期資源預分配和短周期資源調度組合的兩級資源管理結構，形成粗粒度管理和細粒度管理共存的模式,對頻譜資源進行優(yōu)化管理，在提

3、高資源利用率的同時，并提高系統(tǒng)的整體效益。
　?。?）在長周期粗粒度管理階段，本文基于各個異構網絡業(yè)務量的歷史信息來預測當前周期各個異構網絡的業(yè)務量，并以此為依據(jù)確定各個異構網絡應該預分配的頻譜資源數(shù)量。在粗粒度管理結構中，針對預測部分詳細分析了一元線性回歸模型、灰色預測模型和Q學習三種預測方法，通過仿真分析比較其性能并確定本文采用的預測算法，根據(jù)預測結果，按照比例分配原則將頻譜資源分配給相應的異構網絡。最后對粗粒度階段的預測分配

4、算法進行了性能分析。
　?。?）在短周期細粒度管理階段，本文針對預分配頻譜資源出現(xiàn)資源需求和資源獲取失配時進行資源臨時調度的問題，提出了一種改進型的競價拍賣算法。這種改進型競價拍賣算法在原有競價算法的基礎上加入干擾值、時延分級,并且設置最低保留價和支付價格，將獲得預分配資源的網絡產生的臨時空閑頻譜和非空閑可用頻譜按該算法對資源臨時缺乏的需求網絡進行分配，在提高頻譜利用率的同時，提升了系統(tǒng)的整體效益。最后，針對改進型的競價拍賣算法進