基于認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的混合網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)，給無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)容量提出了越來(lái)越高的要求。一方面，可以進(jìn)行授權(quán)分配的無(wú)線頻譜資源越來(lái)越稀缺，而另一方面，對(duì)頻譜資源使用情況的調(diào)查卻顯示頻譜利用率低的現(xiàn)象仍普遍存在。在不對(duì)當(dāng)前無(wú)線系統(tǒng)和應(yīng)用產(chǎn)生明顯影響的條件下提高頻譜使用效率，將有助于緩解頻譜資源短缺這個(gè)瓶頸問(wèn)題。
　　 認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)通過(guò)設(shè)備對(duì)無(wú)線電環(huán)境的感知，獲得頻譜使用情況和信道狀況等邊信息，并利用這些感知信息進(jìn)行無(wú)線頻譜資源的靈活使用。動(dòng)態(tài)頻譜共享通

2、過(guò)應(yīng)用認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)無(wú)線系統(tǒng)對(duì)無(wú)線頻譜資源的共享和重用，可以人大提高總吞吐量和資源使用效率。
　　 以認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)為基礎(chǔ)，共享頻譜資源的多個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)形成混合網(wǎng)絡(luò)。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)可能是具有基礎(chǔ)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，也可能是Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)的不同將很大程度上影響混合網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，及其無(wú)線資源管理策略，包括干擾控制和避免機(jī)制等。本文主要研究由一個(gè)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)和一個(gè)傳統(tǒng)無(wú)線通信系統(tǒng)組成的混合網(wǎng)絡(luò)，及其動(dòng)態(tài)頻譜共享問(wèn)題

3、。
　　 本文第一章介紹了認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀；第二章研究了基礎(chǔ)架構(gòu)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)在混合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的無(wú)線資源管理算法；第三章重點(diǎn)針對(duì)蜂窩系統(tǒng)和具有認(rèn)知能力的端到端直接通信系統(tǒng)所組成的混合網(wǎng)絡(luò)研究了系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，包括基本框架和干擾控制和避免機(jī)制；第四章以蜂窩與端到端混合網(wǎng)絡(luò)和提出的系統(tǒng)方案為基礎(chǔ)，對(duì)認(rèn)知無(wú)線端到端直通系統(tǒng)的無(wú)線資源管理算法進(jìn)行了研究。論文的主要?jiǎng)?chuàng)新工作如下：
　　 1.針對(duì)混合網(wǎng)絡(luò)中基于OFDMA

4、技術(shù)的基礎(chǔ)架構(gòu)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)，在干擾溫度約束條件下，提出了基于迭代調(diào)整方式的資源分配方法。資源調(diào)整算法分為兩種：以干擾上限和等效噪聲底線估計(jì)子載波調(diào)整帶來(lái)的吞吐量變化，該算法性能接近最優(yōu)算法，但復(fù)雜度仍較大；另一種簡(jiǎn)化算法僅粗略估計(jì)子載波調(diào)整帶來(lái)的吞吐量變化，可以在較低的復(fù)雜度下獲得較好的性能。
　　 2.針對(duì)蜂窩通信系統(tǒng)和端到端通信系統(tǒng)組成的混合網(wǎng)絡(luò)，提出了一種基于認(rèn)知無(wú)線電的系統(tǒng)方案。混合網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)系統(tǒng)采用相同的物理層傳輸

5、技術(shù)，具有相同的幀結(jié)構(gòu)并相互同步，并提出基站輔助的分布式端到端無(wú)線資源管理。以此為基礎(chǔ)，針對(duì)端到端通信共享蜂窩系統(tǒng)上行/下行無(wú)線資源的不同情況，分析了兩系統(tǒng)之間的干擾，并提出了相應(yīng)的干擾控制和避免機(jī)制。
　　 3.針對(duì)蜂窩通信系統(tǒng)和端到端通信系統(tǒng)組成的混合網(wǎng)絡(luò)，提出了基站輔助的分布式端到端通信無(wú)線資源管理的具體方案，以及一種基于蜂窩用戶調(diào)度信息和基站輔助信息的分布式功率控制算法，以適應(yīng)兇蜂窩網(wǎng)絡(luò)的快速資源調(diào)度導(dǎo)致的時(shí)變干擾環(huán)境。