認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電資源調(diào)度機(jī)制的研究.pdf

1、隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的不斷進(jìn)步及相應(yīng)業(yè)務(wù)對(duì)頻譜資源需求量的急劇增加，使得傳統(tǒng)的、靜態(tài)的頻譜資源分配方式面臨巨大挑戰(zhàn)。這種分配方式的頻譜資源利用效率很低，成為下一代無(wú)線(xiàn)通信發(fā)展的一個(gè)瓶頸?；谏鲜銮疤?，Joseph Mitola提出了認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電（CognitiveRadio，CR）的技術(shù)。認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)使得無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)能夠依據(jù)周?chē)h(huán)境變化來(lái)進(jìn)行環(huán)境感知、歷史經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)和智能結(jié)果的判決以適應(yīng)系統(tǒng)傳輸參數(shù)的變化。
　　 認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電為改變傳統(tǒng)頻

2、譜的使用方式提供了可能，能增加無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的頻譜使用數(shù)量。它能在最小化對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)干擾的前提下以一種智能、機(jī)會(huì)式、動(dòng)態(tài)的方式使用空閑頻譜。目前，認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)已經(jīng)成為提高現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)頻譜效率最關(guān)鍵的技術(shù)之一。
　　 用戶(hù)資源與可用頻譜資源的合理調(diào)度是認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過(guò)頻譜檢測(cè)技術(shù)，次級(jí)用戶(hù)會(huì)獲得一系列可用的頻譜資源（頻譜資源的業(yè)務(wù)特性均不相同）?；谙嚓P(guān)信息，次級(jí)用戶(hù)可以動(dòng)態(tài)使用其中的頻譜進(jìn)行信息的傳輸。然而，為了不給主用

3、戶(hù)造成干擾，當(dāng)主用戶(hù)需要重新使用這些頻段時(shí)，次級(jí)用戶(hù)必須及時(shí)退出或者切換到別的頻段。這必然會(huì)造成次級(jí)用戶(hù)業(yè)務(wù)的延遲或掉話(huà)，因此，為了保證次級(jí)用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）并且高效率地利用檢測(cè)到的頻譜，研究者必須基于相關(guān)資源信息選擇較好的調(diào)度方案。
　　 總體來(lái)說(shuō)，本文的研究主要集中在以下幾個(gè)方面：
　　 首先，基于未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信的發(fā)展趨勢(shì)，本文詳細(xì)描述了認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，包括技術(shù)起源、目前的研究

4、進(jìn)展及標(biāo)準(zhǔn)化工作、技術(shù)未來(lái)的挑戰(zhàn)及應(yīng)用等。
　　 為了保證次級(jí)用戶(hù)的 QoS和頻譜資源的使用效率，本文提出了一種認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電基于數(shù)據(jù)分層和頻譜穩(wěn)定度的調(diào)度方案。通過(guò)分層編碼方案，用戶(hù)數(shù)據(jù)可以分為重要的基礎(chǔ)層和重要性次之的增強(qiáng)層。依據(jù)檢測(cè)頻譜的穩(wěn)定度情況，本方案將基礎(chǔ)層分配給穩(wěn)定度高的頻段，增強(qiáng)層分配給穩(wěn)定度較低的頻段。當(dāng)主用戶(hù)重新占用穩(wěn)定度較低的頻段時(shí)，只有增強(qiáng)層要及時(shí)退出，造成延遲或者掉話(huà)。這樣可以保證基礎(chǔ)層的傳輸質(zhì)量，為用戶(hù)帶

5、來(lái)基本的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，避免用戶(hù)業(yè)務(wù)的整體掉話(huà)。自此基礎(chǔ)上，本文又基于分層方案提出了幾種改進(jìn)方案，綜合了分層、冗余、單信道傳輸方案的優(yōu)點(diǎn)，為用戶(hù)帶來(lái)較高的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。
　　 目前，由于 OFDM技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于時(shí)-頻資源的調(diào)度已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)，基于上述前提，以分層編碼為基礎(chǔ)，本文提出了一種認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電基于效用的時(shí)-頻資源調(diào)度方案，以最大化次級(jí)用戶(hù)的回報(bào)為目標(biāo)。與傳統(tǒng)的最大化系統(tǒng)吞吐量調(diào)度方案不同，本方案的回報(bào)函數(shù)綜合了信道穩(wěn)定度、吞吐量、