認知無線電網(wǎng)絡(luò)的累加干擾分析.pdf

1、隨著信息時代的到來，各種無線通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，可用的無線頻譜資源正面臨逐漸枯竭的困境。認知無線電（Cognitive Radio, CR）的提出，從根本上改變了當前的固定頻譜分配方式，有效地實現(xiàn)頻譜資源的動態(tài)管理、提高頻譜利用率。同時，隨著廣播電視系統(tǒng)由模擬時代向數(shù)字時代的轉(zhuǎn)換，原有的廣播電視頻段出現(xiàn)大量的頻譜空穴（Spectrum Hole）。
　　 為此，IEEE 802.22 工作組為無線區(qū)域網(wǎng)（Wireless R

2、egional Area Network, WRAN）制定一系列空中接口標準，使認知無線電設(shè)備能夠在不干擾廣播電視業(yè)務(wù)的前提下在VHF/UHF 頻段正常通信。在技術(shù)實現(xiàn)過程中，認知無線電網(wǎng)絡(luò)對主用戶系統(tǒng)造成的干擾作為提高無線通信系統(tǒng)可靠性、吞吐率和頻譜利用率的重要制約因素，受到研究人員的廣泛關(guān)注。
　　 基于該背景，本文展開以下研究工作：
　　 第一，綜述認知無線電網(wǎng)絡(luò)中的干擾問題，重點介紹認知無線電網(wǎng)絡(luò)累加干擾的兩種處

3、理方式——干擾管理和建模分析。
　　 第二，利用數(shù)學建模理論對認知無線電中機會頻譜接入（Opportunistic Spectrum Access,OSA）下認知用戶對主用戶系統(tǒng)造成的累加干擾進行統(tǒng)計分析。一方面，采用帶內(nèi)頻譜感知方式，減小頻譜與信令開銷，降低成本；另一方面，建立以主用戶接收機為中心的累加干擾模型，提供更加直接的分析模型。通過理論分析和實驗仿真，分析主用戶接收機處的信干比與認知用戶發(fā)射機的感知范圍、主用戶發(fā)射機到

4、接收機之間的距離、路徑損耗衰減指數(shù)等之間的關(guān)系，為認知無線電的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　　 第三，結(jié)合馬爾科夫決策過程（Markov Decision Process, MDP）理論，對認知無線電網(wǎng)絡(luò)的累加干擾進行智能管理。一方面，在主用戶接收機處引入智能管理模塊，對認知無線電網(wǎng)絡(luò)的累加干擾進行集中式管理；另一方面，在功率分配算法中結(jié)合Q-Learning 算法，實現(xiàn)認知用戶功率分配的自適應(yīng)性和累加干擾控制的智能性。仿真結(jié)果證明