定向傳輸下的認知無線電頻譜共享方法.pdf

1、本文對基于定向傳輸的認知無線電鏈路的頻譜共享方法進行了研究，通過本研究分析了在認知無線電網絡中給認知用戶配備定向天線，利用定向天線對頻譜的空間分隔特性來提高認知用戶接入主用戶當前正在使用頻帶的概率，使得認知用戶與主用戶能夠在同一時間維度和地理維度上共同使用同一頻帶進行通信，實現(xiàn)了時間、空間、頻率三個維度上的頻譜共享，增加了認知無線電鏈路的頻譜接入機會，充分利用了有限的頻率資源，提高了頻譜利用效率。
　　本文從研究背景和意義出發(fā)，查

2、閱了國內外相關研究現(xiàn)狀，對認知無線電相關技術進行了細致的闡述，包括認知無線電的定義、結構、特征、功能等；同時對定向天線相關技術進行了介紹，包括定向天線的相關定義、類型和定向天線技術在認知無線電當中的應用。在此基礎上，研究了基于定向傳輸的認知用戶單跳鏈路與主用戶網絡的頻譜共享策略，給認知用戶配備定向天線，來避免對處于同一時空條件下的主用戶造成干擾，從而與主用戶共用同一個信道進行通信，增加了認知用戶的頻譜接入機會。并將此推廣到多跳鏈路當中，

3、與定向轉發(fā)機制相結合，研究了基于定向傳輸的多跳認知鏈路與主用戶網絡共同使用同一頻譜資源的策略。
　　本文的主要研究內容包括以下兩個方面：①對基于定向傳輸的點對點單跳鏈路與主用戶網絡頻譜共享策略的研究，研究了三種頻譜接入策略即波束寬度變換策略、波束方向調節(jié)策略以及這兩種策略的混合使用。通過仿真，對三種頻譜共享策略進行了性能分析，通過分析得出，三種策略中混合策略的性能最優(yōu)，在存在主用戶對當前信道使用的情況下，混合策略能夠將認知用戶與主

4、用戶使用同一信道的概率最大提高67％；而波束方向調節(jié)策略最大能夠達到48%；波束寬度調節(jié)策略最大能夠達到36%。認知用戶頻譜接入機會的提高使得系統(tǒng)吞吐量相應得到了極大提高。與傳統(tǒng)的使用全向天線的認知網絡相比，混合策略最大能夠將吞吐量提高96%，波束方向調節(jié)策略最大可將吞吐量提高50%，而波束寬度變換策略對吞吐量的提升范圍為16%-34%。②將點對點的單跳鏈路頻譜共享策略與定向轉發(fā)機制相結合，將本研究擴展到了多跳鏈路當中，研究了基于定向傳