認知無線電網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化分配的研究.pdf

1、認知無線電是一種能夠極大地提高無線頻譜利用率的動態(tài)頻譜分配技術(shù)，有望緩解目前通信界發(fā)展所面臨的越來越嚴重的頻譜短缺問題。提高頻譜利用率是發(fā)展認知無線電技術(shù)的一個重要目標(biāo)，因此對于承載認知無線電技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)來說，如何最有效地利用探測出來的頻譜空洞，是一個與發(fā)展認知無線電技術(shù)目標(biāo)相一致的課題，具有同樣的重大意義。
　　在認知無線電網(wǎng)絡(luò)中，有兩種主要的資源：頻譜帶寬和發(fā)射功率。為了有效利用頻譜空洞，盡可能地提高頻譜利用率，必須對這兩種

2、資源進行優(yōu)化分配。在認知用戶為單一用戶的場景中，認知用戶占用全部的頻譜資源，那么資源優(yōu)化分配問題也就簡化為功率優(yōu)化分配問題。因為感知時間對頻譜感知的準確度有著重大的影響力，因此它作為網(wǎng)絡(luò)中的另外一種重要的資源也必須加以優(yōu)化處理。
　　本論文以認知無線電的不同應(yīng)用場景為研究背景，在信息論、網(wǎng)絡(luò)理論以及凸優(yōu)化理論的指導(dǎo)下，對認知無線電網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化分配問題作了創(chuàng)新性和探索性的研究。主要內(nèi)容為：
　　1．研究了基于頻譜共享的認知

3、無線電網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化分配問題。針對現(xiàn)有大多數(shù)資源優(yōu)化分配算法常常導(dǎo)致主用戶通信中斷的問題，考慮到利用主用戶信道狀態(tài)信息能夠提高次用戶吞吐量的事實，研究了基于平均和谷值信擾噪比約束的功率優(yōu)化分配問題，提出了一個既能保證主用戶通信質(zhì)量又能獲得較大次用戶吞吐量的功率優(yōu)化分配算法；針對目前關(guān)于頻譜共享的理論研究常常因為主用戶的自私性而導(dǎo)致無法應(yīng)用于實際的問題，提出了一個基于賣方市場交易機制的頻譜共享系統(tǒng)的實際實現(xiàn)方法。
　　2．研究了基

4、于正交頻分復(fù)用的認知無線電網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化分配問題。針對多用戶的認知無線電網(wǎng)絡(luò)中的資源分配可能存在的不公平性問題，考慮到基于正交頻分復(fù)用信號能量泄露導(dǎo)致的干擾，提出了一個既能控制對主用戶的干擾，又能平衡資源分配中的公平性與效率性的優(yōu)化分配算法；針對資源分配對主用戶的多個接收終端（或多個主用戶）導(dǎo)致的不平衡性干擾問題，提出了一個對主用戶公平性保護的功率優(yōu)化分配算法；針對誤探測導(dǎo)致的對主用戶的干擾以及資源的浪費問題，提出了一個能量有效的功率

5、分配算法。
　　3．研究了基于動態(tài)的主用戶流量模型的感知吞吐量問題。針對傳統(tǒng)的靜態(tài)主用戶流量模型的不足，考慮了一個更加接近于實際的動態(tài)的主用戶流量模型，并進一步考慮到這種新模型對感知性能的影響以及對主用戶的干擾，研究了一個包括發(fā)射功率、頻譜空洞和感知時間在內(nèi)的資源的優(yōu)化分配問題，推導(dǎo)并提出了它的最優(yōu)的資源分配算法。
　　本論文深入地研究了認知無線電網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化分配問題，并得到了若干個有意義的研究成果，對未來認知無線電網(wǎng)絡(luò)