基于認(rèn)知數(shù)據(jù)庫的頻譜感知與資源分配算法研究.pdf

1、近年來，隨著無線通信應(yīng)用的多樣化，頻譜資源越來越緊缺。為了緩解TD-LTE系統(tǒng)的頻譜短缺問題，可利用認(rèn)知無線電技術(shù)使TD-LTE系統(tǒng)與UHF(Ultra High Frequency)頻段的廣播電視系統(tǒng)共存，實(shí)現(xiàn)頻譜共享。
　　 目前，次級設(shè)備通過自行檢測獲取空閑資源，但會產(chǎn)生隱藏終端的問題。通過引入認(rèn)知數(shù)據(jù)庫技術(shù)來獲取次級設(shè)備附近的基站部署情況，可以克服隱藏終端的問題，但不能保證次級設(shè)備在發(fā)送請求時都有空閑資源允許其接入。因此

2、，可聯(lián)合認(rèn)知數(shù)據(jù)庫和頻譜感知技術(shù)來確保次級設(shè)備發(fā)送請求時都有空閑資源可以接入。但次級設(shè)備仍需要對認(rèn)知數(shù)據(jù)庫中可用的信道一一檢測，以免干擾未注冊的低功率電視輔助業(yè)務(wù)，直到找到空白頻譜資源。這樣一來，感知開銷和信息反饋開銷還是很大，次級設(shè)備的接入速率也會受到影響。
　　 首先，為了降低次級設(shè)備的感知開銷，在現(xiàn)有的聯(lián)合認(rèn)知數(shù)據(jù)庫和頻譜感知算法的基礎(chǔ)上，對次級設(shè)備與認(rèn)知數(shù)據(jù)庫的信息交互過程改進(jìn)，并給出了一種基于地理位置與定位精度的信道分

3、配感知算法。該算法充分考慮定位精度的重要性，并將定位精度作為認(rèn)知數(shù)據(jù)庫決策的一個因素。認(rèn)知數(shù)據(jù)庫根據(jù)WSD(White Space Device)的地理位置與定位精度分配可用信道，優(yōu)先分配信道給位于TV站保護(hù)范圍外的WSD，避免感知環(huán)節(jié)。位于TV站保護(hù)范圍內(nèi)的WSD采用能量檢測算法判斷可用信道是否空閑，以降低碰撞次數(shù)，更好地保護(hù)授權(quán)用戶。最后通過仿真驗(yàn)證該改進(jìn)算法是可行的。
　　 其次，針對TD-LTE系統(tǒng)在UHF頻段空白頻譜上

4、的應(yīng)用問題，研究了如何將獲取的空白頻譜應(yīng)用到D2D(Device to Device)通信中。在現(xiàn)有基于干擾感知的資源分配算法基礎(chǔ)上，對D2D與蜂窩鏈路的功率控制過程改進(jìn)，并給出D2D通信中基于信噪比均衡的資源分配算法。該算法分析了上、下行鏈路所有可能的干擾，并在優(yōu)化所有用戶接收干擾功率和均衡所有用戶信噪比的基礎(chǔ)上，建立了以最大化系統(tǒng)總吞吐量為目標(biāo)的凸優(yōu)化問題，并利用拉格朗日乘數(shù)法求解凸優(yōu)化問題，從而得到該優(yōu)化問題的閉式解。最后通過仿真