認知無線電網(wǎng)絡中頻譜分配的最優(yōu)化研究.pdf

1、飛速發(fā)展的無線電通信技術需要越來越多的頻譜資源，但是根據(jù)最近的研究報告指出，絕大部分已分配的頻譜資源存在著利用率嚴重低下的問題。而認知無線電技術是緩解頻譜短缺和利用率低下問題的一個有效方法，它允許認知用戶在不干擾授權用戶的情況下，伺機利用已分配的頻譜資源。在使用授權頻譜之前，認知用戶首先要進行頻譜感知，感知周圍環(huán)境中的空閑頻譜，然后調整它的操作參數(shù)，有效使用檢測到的頻譜資源。因此在頻譜感知階段，系統(tǒng)需要決定每一個認知用戶感知和利用哪些信

2、道/頻譜。另外為了避免對授權用戶產(chǎn)生干擾，認知用戶一旦檢測到授權用戶要重新使用頻譜時，需要讓出信道，然后切換到其他的空閑信道來繼續(xù)其未完成的數(shù)據(jù)傳輸。這些就是認知無線電網(wǎng)絡中頻譜管理的問題。在本文中，主要通過研究頻譜感知和頻譜分配等問題來提高系統(tǒng)的性能，而對于頻譜管理中的其它問題，比如頻譜切換，我們會留在以后繼續(xù)研究。本文的研究結果表明，對于頻譜資源，如果進行有效的管理，可以大大改善系統(tǒng)的性能和提高系統(tǒng)的吞吐量。
　　在認知無線電

3、網(wǎng)絡中，關于頻譜管理的一個基本問題是：怎樣合理地分配頻譜資源給非授權收發(fā)雙方進行頻譜感知和利用。本文中考慮的頻譜分配問題更加接近實際的認知無線電網(wǎng)絡系統(tǒng)而且更加通用。因為我們所建立的模型，考慮到授權信道和非授權收發(fā)雙方的不同特性。不同的信道有著不同的信道容量和空閑概率，同時不同的收發(fā)雙方也有著不同的地理位置，檢測閾值和接收的信噪比。為了最大化認知用戶可獲得的吞吐量，本文在綜合考慮有效性約束條件、頻譜跨度約束條件和無干擾約束條件下，將頻譜