BWT系統(tǒng)中基于認(rèn)知的頻譜聚合技術(shù)研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，行業(yè)用戶要求集群系統(tǒng)在提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)的同時(shí)，還要提供數(shù)據(jù)、圖像、視頻等寬帶業(yè)務(wù)。為滿足行業(yè)用戶的需求，寬帶無(wú)線集群（Broadband Wire less Trunking，BWT）系統(tǒng)的研發(fā)提上了日程。BWT系統(tǒng)是基于寬帶無(wú)線通信技術(shù)，采用寬帶業(yè)務(wù)形式，以指揮調(diào)度功能為主的專用無(wú)線通信系統(tǒng)。但是在BWT系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)傳輸，存在缺乏足夠?qū)挼倪B續(xù)頻譜和頻譜資源不足的問(wèn)題，此問(wèn)題是寬帶無(wú)線集群系統(tǒng)亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題

2、之一。因此，本文進(jìn)行基于認(rèn)知無(wú)線電的頻譜聚合技術(shù)的研究，解決BWT系統(tǒng)中進(jìn)行無(wú)線寬帶數(shù)據(jù)傳輸時(shí)缺乏足夠?qū)挼倪B續(xù)頻譜和頻譜資源不足的問(wèn)題。
　　首先，本文研究了認(rèn)知無(wú)線電中的頻譜感知算法和頻譜聚合資源調(diào)度算法，作為本文的理論基礎(chǔ)。對(duì)于頻譜感知算法，主要研究了能量檢測(cè)算法和匹配濾波檢測(cè)算法，并分析了這兩種頻譜感知算法的性能。對(duì)于頻譜聚合資源調(diào)度算法，主要研究了頻譜聚合資源調(diào)度算法的調(diào)度器架構(gòu)、成分載波選擇算法和資源塊分配算法。以上的研

3、究為本文后續(xù)工作的分析和仿真提供了理論依據(jù)。
　　其次，針對(duì)BWT系統(tǒng)中主從信號(hào)共存條件下現(xiàn)有頻譜感知算法感知主用戶信號(hào)存在困難和采用零中頻接收機(jī)作為頻譜感知接收機(jī)時(shí)信號(hào)中存在直流偏移的問(wèn)題，本文提出了一種直流偏移自適應(yīng)聯(lián)合頻譜感知算法。該算法利用本地掌握的BWT用戶先驗(yàn)信息，能夠在隱主用戶問(wèn)題導(dǎo)致的認(rèn)知用戶信號(hào)和主用戶信號(hào)在同一頻帶內(nèi)同時(shí)存在的情況下感知主用戶信號(hào)。仿真結(jié)果表明，該算法在主從信號(hào)共存條件下有良好的檢測(cè)性能，并能在

4、未知直流偏移信息的情況下消除直流偏移對(duì)頻譜感知算法性能的影響。
　　然后，針對(duì)現(xiàn)有頻譜聚合資源調(diào)度算法并不適合于BWT系統(tǒng)頻譜聚合資源調(diào)度優(yōu)化分配的問(wèn)題，本文提出一種基于認(rèn)知的資源調(diào)度算法（Cognitive Radio basedResourceScheduling，CR-RS）優(yōu)化BWT系統(tǒng)中認(rèn)知無(wú)線電條件下頻譜聚合的性能。文中提出一種新的兩層資源調(diào)度架構(gòu)，利用等效傳輸帶寬的概念，使得BWT用戶在各個(gè)成分載波上獲得較好的負(fù)載均

5、衡，同時(shí)兼顧了BWT用戶之間的公平性。仿真結(jié)果從總吞吐量、用戶平均吞吐量、平均服務(wù)率、平均逗留時(shí)間四個(gè)方面綜合論證了本文提出的基于認(rèn)知的資源調(diào)度算法比現(xiàn)有的頻譜聚合資源調(diào)度算法更加適用于BWT系統(tǒng)中的頻譜聚合。
　　最后，針對(duì)現(xiàn)有的頻譜聚合資源調(diào)度算法存在不能滿足BWT系統(tǒng)時(shí)延要求的問(wèn)題，本文提出了一種面向?qū)崟r(shí)業(yè)務(wù)的成分載波配置切換算法（ComponentCarriersConfigurationandSwitching sche

6、me forReal-timeTraffic，RT-CCCS），解決了現(xiàn)有頻譜聚合資源調(diào)度算法不能滿足BWT系統(tǒng)確定性時(shí)延要求的問(wèn)題。該算法在保證認(rèn)知用戶公平性和負(fù)載均衡的基礎(chǔ)上，計(jì)算滿足當(dāng)前時(shí)延要求所需的認(rèn)知頻譜帶寬，以此結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行頻譜聚合所需成分載波的配置。如果當(dāng)前配置的成分載波不能滿足時(shí)延要求，該算法自動(dòng)調(diào)整配置的成分載波的數(shù)量，直至配置的成分載波的帶寬滿足BWT用戶的時(shí)延要求。仿真結(jié)果表明，該算法能夠保證BWT系統(tǒng)的平均時(shí)延