認(rèn)在無線電系統(tǒng)中資源分配策略研究.pdf

1、近年來，隨著無線通信業(yè)務(wù)的快速增長以及對(duì)無線通信信息傳輸速率和質(zhì)量的要求越來越高，可用頻譜資源變得日益緊張。因此如何有效充分地利用頻譜資源成為無線通信技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵性問題。認(rèn)知無線電(Cognitive Radio，CR)作為一種能夠有效提高頻譜利用率的關(guān)鍵技術(shù)成為無線通信研究的新熱點(diǎn)。其通過允許非授權(quán)用戶（認(rèn)知用戶，SU）在保證授權(quán)用戶(主用戶，PU)通信質(zhì)量的前提下，動(dòng)態(tài)地接入授權(quán)頻帶來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，能夠明顯地提高頻譜利用率和系統(tǒng)容

2、量。然而，如何將認(rèn)知無線電技術(shù)應(yīng)用于生活中的實(shí)際場(chǎng)景，如何進(jìn)一步提升認(rèn)知系統(tǒng)的性能等問題，仍是當(dāng)前亟需解決的關(guān)鍵性問題。鑒于此，本文針對(duì)上述問題，提出了相應(yīng)的解決方法。本文的創(chuàng)新工作如下:
　　(1)針對(duì)實(shí)際生活中大多數(shù)認(rèn)知無線電場(chǎng)景存在多個(gè)主用戶，且具有較強(qiáng)活躍性的問題，提出了基于多主用戶活躍性的多功率認(rèn)知接入策略。理論推導(dǎo)了該策略下認(rèn)知系統(tǒng)吞吐量的數(shù)學(xué)表達(dá)式，以及進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明，本文提出的認(rèn)知接入機(jī)制能夠使認(rèn)知

3、用戶選擇最優(yōu)的授權(quán)信道進(jìn)行傳輸，并且自適應(yīng)地采用多功率接入策略，不僅減小了對(duì)授權(quán)用戶的干擾，而且最大化了認(rèn)知系統(tǒng)的容量。
　　(2)鑒于非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA)技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)正交接入方式的明顯優(yōu)勢(shì)，本文提出了一種基于NOMA的認(rèn)知無線電系統(tǒng)模型。并且在基于感知的頻譜共享接入方式中，考慮平均傳輸功率限制和平均干擾功率限制，以最大限度地提高認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的吞吐量為目的，提出了傳

4、輸功率的最優(yōu)分配算法。研究結(jié)果表明所提出的基于NOMA的認(rèn)知無線電模型較傳統(tǒng)正交接入下認(rèn)知無線電模型的性能有了明顯提高，并且能更好地體現(xiàn)公平性的原則。
　　(3)鑒于多組多播系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)多播方式的明顯優(yōu)勢(shì)，本文提出了一種基于SSSA多組多播認(rèn)知系統(tǒng)模型。然后在此模型下，以使多組多播認(rèn)知系統(tǒng)速率最大化為目標(biāo)，并且在考慮最大傳輸功率限制和最大干擾功率限制的前提下，提出了一種最優(yōu)功率分配算法。最后通過計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了該方法能夠明顯提升