基于認(rèn)知無線電的分級頻譜共享網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、認(rèn)知無線電技術(shù)從研究初期較窄的概念范疇，到如今作為未來通信的十大熱點(diǎn)技術(shù)之一，涉及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和從物理層到網(wǎng)絡(luò)層等多個層面關(guān)鍵技術(shù)的研究。本文從認(rèn)知無線電技術(shù)特性出發(fā)，提出了基于認(rèn)知無線電的分級頻譜共享網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并對該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的頻譜管理與分配，性能優(yōu)化中的跨層設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。 本文首先在第一章中探討了認(rèn)知無線電的研究背景與研究意義，回顧和總結(jié)了認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)的研究與存在問題，從認(rèn)知無線電技術(shù)特性對于認(rèn)知無

2、線電網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)的影響出發(fā)，指明了本文的研究動機(jī)和出發(fā)點(diǎn)。 針對認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜異構(gòu)性以及存在的干擾，在第二章中提出了基于認(rèn)知無線電技術(shù)的分級頻譜共享網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括分級頻譜共享思想、實現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所需的可用頻譜識別、分類方法與準(zhǔn)則，以及不同業(yè)務(wù)應(yīng)用情況下如何利用不同類型頻譜的通信機(jī)制。構(gòu)建了該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的協(xié)議棧模型框架，明確了協(xié)議棧中與分級頻譜共享特性密切相關(guān)的功能。該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以靈活方便地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和滿足動態(tài)

3、頻譜分配的需要，且能有效地擴(kuò)展可用頻譜資源。 第三章提出了分級頻譜共享網(wǎng)絡(luò)中ad hoc通信模式下基于博弈論的協(xié)作式頻譜禮儀，通過利用認(rèn)知用戶之間共享有用信息，協(xié)調(diào)認(rèn)知用戶之間的行為，從而滿足用戶的通信需要。仿真表明，該頻譜禮儀能快速收斂，且具有較強(qiáng)的抗干擾能力。 根據(jù)第二章中的通信機(jī)制，第四章提出了分級頻譜共享網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中不同類型頻譜的選擇準(zhǔn)則，以及不同頻譜類型對應(yīng)不同情況下的頻譜分配控制機(jī)制，指出根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況及其相應(yīng)的

4、通信機(jī)制來確定選擇分布式控制方式、集中式控制方式或者二者相結(jié)合方式。此外，提出了基于圖論模型、考慮用戶需求的兩種頻譜分配算法，一種僅考慮用戶需求，另一種除考慮用戶需求外，還考慮頻譜分配中的公平性問題。前者能更好地滿足用戶需求，而后者能很好地滿足用戶需求和公平性。 論文最后部分研究了分級頻譜共享網(wǎng)絡(luò)的跨層優(yōu)化問題。提出了結(jié)合頻譜特性的路由選擇策略，運(yùn)用最大化最小干擾余量準(zhǔn)則，從而選擇穩(wěn)定性高的路由，該路由選擇策略優(yōu)于隨機(jī)選擇策略，