認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化分配的研究.pdf

1、認(rèn)知無(wú)線電是一種能夠極大地提高無(wú)線頻譜利用率的動(dòng)態(tài)頻譜分配技術(shù)，有望緩解目前通信界發(fā)展所面臨的越來(lái)越嚴(yán)重的頻譜短缺問(wèn)題。提高頻譜利用率是發(fā)展認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的一個(gè)重要目標(biāo)，因此對(duì)于承載認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，如何最有效地利用探測(cè)出來(lái)的頻譜空洞，是一個(gè)與發(fā)展認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)目標(biāo)相一致的課題，具有同樣的重大意義。
　　在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中，有兩種主要的資源：頻譜帶寬和發(fā)射功率。為了有效利用頻譜空洞，盡可能地提高頻譜利用率，必須對(duì)這兩種

2、資源進(jìn)行優(yōu)化分配。在認(rèn)知用戶為單一用戶的場(chǎng)景中，認(rèn)知用戶占用全部的頻譜資源，那么資源優(yōu)化分配問(wèn)題也就簡(jiǎn)化為功率優(yōu)化分配問(wèn)題。因?yàn)楦兄獣r(shí)間對(duì)頻譜感知的準(zhǔn)確度有著重大的影響力，因此它作為網(wǎng)絡(luò)中的另外一種重要的資源也必須加以優(yōu)化處理。
　　本論文以認(rèn)知無(wú)線電的不同應(yīng)用場(chǎng)景為研究背景，在信息論、網(wǎng)絡(luò)理論以及凸優(yōu)化理論的指導(dǎo)下，對(duì)認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化分配問(wèn)題作了創(chuàng)新性和探索性的研究。主要內(nèi)容為：
　　1．研究了基于頻譜共享的認(rèn)知

3、無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化分配問(wèn)題。針對(duì)現(xiàn)有大多數(shù)資源優(yōu)化分配算法常常導(dǎo)致主用戶通信中斷的問(wèn)題，考慮到利用主用戶信道狀態(tài)信息能夠提高次用戶吞吐量的事實(shí)，研究了基于平均和谷值信擾噪比約束的功率優(yōu)化分配問(wèn)題，提出了一個(gè)既能保證主用戶通信質(zhì)量又能獲得較大次用戶吞吐量的功率優(yōu)化分配算法；針對(duì)目前關(guān)于頻譜共享的理論研究常常因?yàn)橹饔脩舻淖运叫远鴮?dǎo)致無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際的問(wèn)題，提出了一個(gè)基于賣方市場(chǎng)交易機(jī)制的頻譜共享系統(tǒng)的實(shí)際實(shí)現(xiàn)方法。
　　2．研究了基

4、于正交頻分復(fù)用的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化分配問(wèn)題。針對(duì)多用戶的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的資源分配可能存在的不公平性問(wèn)題，考慮到基于正交頻分復(fù)用信號(hào)能量泄露導(dǎo)致的干擾，提出了一個(gè)既能控制對(duì)主用戶的干擾，又能平衡資源分配中的公平性與效率性的優(yōu)化分配算法；針對(duì)資源分配對(duì)主用戶的多個(gè)接收終端（或多個(gè)主用戶）導(dǎo)致的不平衡性干擾問(wèn)題，提出了一個(gè)對(duì)主用戶公平性保護(hù)的功率優(yōu)化分配算法；針對(duì)誤探測(cè)導(dǎo)致的對(duì)主用戶的干擾以及資源的浪費(fèi)問(wèn)題，提出了一個(gè)能量有效的功率

5、分配算法。
　　3．研究了基于動(dòng)態(tài)的主用戶流量模型的感知吞吐量問(wèn)題。針對(duì)傳統(tǒng)的靜態(tài)主用戶流量模型的不足，考慮了一個(gè)更加接近于實(shí)際的動(dòng)態(tài)的主用戶流量模型，并進(jìn)一步考慮到這種新模型對(duì)感知性能的影響以及對(duì)主用戶的干擾，研究了一個(gè)包括發(fā)射功率、頻譜空洞和感知時(shí)間在內(nèi)的資源的優(yōu)化分配問(wèn)題，推導(dǎo)并提出了它的最優(yōu)的資源分配算法。
　　本論文深入地研究了認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化分配問(wèn)題，并得到了若干個(gè)有意義的研究成果，對(duì)未來(lái)認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)