認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的累加干擾分析.pdf

1、隨著信息時(shí)代的到來(lái)，各種無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，可用的無(wú)線頻譜資源正面臨逐漸枯竭的困境。認(rèn)知無(wú)線電（Cognitive Radio, CR）的提出，從根本上改變了當(dāng)前的固定頻譜分配方式，有效地實(shí)現(xiàn)頻譜資源的動(dòng)態(tài)管理、提高頻譜利用率。同時(shí)，隨著廣播電視系統(tǒng)由模擬時(shí)代向數(shù)字時(shí)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(wú)線區(qū)域網(wǎng)（Wireless R

2、egional Area Network, WRAN）制定一系列空中接口標(biāo)準(zhǔn)，使認(rèn)知無(wú)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(shí)現(xiàn)過(guò)程中，認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)對(duì)主用戶系統(tǒng)造成的干擾作為提高無(wú)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(kāi)以下研究工作：
　　 第一，綜述認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的干擾問(wèn)題，重點(diǎn)介紹認(rèn)知無(wú)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(xué)建模理論對(duì)認(rèn)知無(wú)線電中機(jī)會(huì)頻譜接入（Opportunistic Spectrum Access,OSA）下認(rèn)知用戶對(duì)主用戶系統(tǒng)造成的累加干擾進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。一方面，采用帶內(nèi)頻譜感知方式，減小頻譜與信令開(kāi)銷，降低成本；另一方面，建立以主用戶接收機(jī)為中心的累加干擾模型，提供更加直接的分析模型。通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真，分析主用戶接收機(jī)處的信干比與認(rèn)知用戶發(fā)射機(jī)的感知范圍、主用戶發(fā)射機(jī)到

4、接收機(jī)之間的距離、路徑損耗衰減指數(shù)等之間的關(guān)系，為認(rèn)知無(wú)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(guò)程（Markov Decision Process, MDP）理論，對(duì)認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的累加干擾進(jìn)行智能管理。一方面，在主用戶接收機(jī)處引入智能管理模塊，對(duì)認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的累加干擾進(jìn)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(shí)現(xiàn)認(rèn)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