認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中頻譜資源空域重用方法研究.pdf

1、隨著無(wú)線電通信技術(shù)的飛速發(fā)展和無(wú)線業(yè)務(wù)數(shù)量的不斷增長(zhǎng)，頻譜資源日益匱乏。相關(guān)研究表明頻譜資源靜態(tài)分配機(jī)制是造成頻譜資源匱乏的主要原因之一。為了提高頻譜資源利用率，從根本上解決頻譜資源短缺問(wèn)題，Joseph Mitola于1999年提出了認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)(Cognitive Radio，CR)，其核心思想是允許認(rèn)知用戶在不對(duì)授權(quán)用戶通信造成干擾的前提下，動(dòng)態(tài)接入空閑頻譜資源，從而有效地提高頻譜資源利用率。在認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中進(jìn)行頻譜重用是提高

2、頻譜資源利用率的核心手段，因此研究頻譜資源重用方法具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文主要研究了認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中頻譜資源空域重用方法，主要工作如下：
　　(1)闡述了認(rèn)知無(wú)線電和頻譜資源重用的研究背景及意義，總結(jié)了頻譜重用的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，介紹了認(rèn)知無(wú)線電的關(guān)鍵技術(shù)。
　　(2)針對(duì)頻譜資源空域重用中網(wǎng)絡(luò)傳輸總功率優(yōu)化問(wèn)題，提出了一種基于博弈論的頻譜資源空域重用算法。利用博弈論建立了頻譜資源空域重用問(wèn)題的博弈模型，然后基于認(rèn)知

3、用戶的信道質(zhì)量引入價(jià)格因子來(lái)保證認(rèn)知用戶在各信道上分配功率的公平性。通過(guò)理論分析證明了納什均衡點(diǎn)的存在性，然后利用逐次松弛迭代算法求解納什均衡點(diǎn)，獲得了功率分配的最優(yōu)解。所提算法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)最小化網(wǎng)絡(luò)傳輸總功率，而且能夠保證認(rèn)知用戶的服務(wù)質(zhì)量。
　　(3)針對(duì)頻譜資源空域重用中系統(tǒng)容量最大化問(wèn)題，提出了一種基于對(duì)偶理論的頻譜資源空域重用算法。首先構(gòu)建了基于價(jià)格函數(shù)的系統(tǒng)容量最大化數(shù)學(xué)模型，為便于求解將原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為對(duì)偶問(wèn)題，然后采用