基于認知無線電網(wǎng)絡的頻譜管理機制研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著無線通信應用的快速發(fā)展，人們對無線網(wǎng)絡的性能提出了越來越高的要求，相應地導致了對帶寬越來越大的需求量，在這種形勢下，無線頻譜成為了一種日益緊缺的資源。然而，傳統(tǒng)的固定頻譜分配策略卻制約了頻譜資源利用率的進一步提高。根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會（Federal Communications Commission，F(xiàn)CC）的調(diào)查，很大一部分固定分配的授權(quán)頻段僅僅被零星地使用，從而造成了頻譜資源的極大浪費。
　　認知無線電技術(shù)被認為能夠解

2、決這一困境，使得頻譜資源得到更有效的利用。認知無線電設(shè)備可以以次用戶的身份動態(tài)地使用已授權(quán)頻段，同時不會對授權(quán)用戶造成嚴重干擾。認知無線電技術(shù)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡技術(shù)相比較，具有工作頻段不固定，頻譜環(huán)境變化快，需要快速避讓主用戶等特點，使得其在協(xié)議的設(shè)計和實現(xiàn)上具有較高的挑戰(zhàn)性。
　　本文的工作基于國內(nèi)首個認知無線電試驗系統(tǒng)：動態(tài)頻譜寬帶無線通信系統(tǒng)（DYS系統(tǒng)），針對該系統(tǒng)獨特的混合式網(wǎng)絡場景，提出了混合式網(wǎng)絡下的組網(wǎng)協(xié)議框架，針對多信道

3、網(wǎng)絡的頻譜分配問題，著重研究和設(shè)計了該系統(tǒng)的頻譜管理機制，并在實際系統(tǒng)中實現(xiàn)了整套協(xié)議，實際系統(tǒng)運行實驗表明該機制能夠有效實現(xiàn)混合式組網(wǎng)以及主用戶避讓等功能。同時本文也分析了該系統(tǒng)在設(shè)計上的若干缺陷，例如頻譜利用率低，集中式的頻譜決策機制等等。
　　針對 DYS系統(tǒng)現(xiàn)有設(shè)計的不足之處，本文研究了 DYS系統(tǒng)的混合式網(wǎng)絡場景下的分布式信道分配算法 New-DYS，該算法基于 DYS系統(tǒng)框架而設(shè)計，但具有以下改進：1）該算法允許網(wǎng)絡系