感知無線電中基于協(xié)作的頻譜共享技術(shù)研究.pdf

1、隨著不同無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用，無線電頻譜成為了越來越珍貴的資源。為了緩解無線頻譜短缺和不同無線系統(tǒng)互相干擾的狀況，本論文研究了近年來廣泛開展的課題：感知無線電技術(shù)；并基于協(xié)作通信技術(shù)和頻譜共享技術(shù)來提高感知無線電系統(tǒng)的性能，在提高無線通信系統(tǒng)的容量的同時(shí)又避免不同通信系統(tǒng)之間的干擾。
　　 出于保護(hù)授權(quán)系統(tǒng)的考慮，在授權(quán)系統(tǒng)的接收端存在一個(gè)保護(hù)區(qū)域。當(dāng)感知用戶處于保護(hù)區(qū)域內(nèi)時(shí)，感知系統(tǒng)無法按照傳統(tǒng)發(fā)送功率控制方法的維持正常通信，否

2、則會對授權(quán)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。但是增大感知用戶的發(fā)送功率會對授權(quán)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。在此矛盾的情況下，傳統(tǒng)發(fā)送功率控制方法很難應(yīng)用。
　　 由于傳統(tǒng)的Underlay頻譜共享技術(shù)具有較高的頻譜利用率，但是容易對授權(quán)用戶產(chǎn)生干擾；Overlay頻譜共享技術(shù)不容易對授權(quán)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，但是頻譜利用率相對較低。為了解決這個(gè)問題，本論文提出了同時(shí)包含UNDERLAY頻譜共享技術(shù)和OVERLAY頻譜共享技術(shù)的混合式頻譜共享方案。該技術(shù)在保護(hù)區(qū)域內(nèi)使用O

3、verlay頻譜共享技術(shù)，在保護(hù)區(qū)域外使用Underlay頻譜共享技術(shù)；考慮到保護(hù)區(qū)域內(nèi)的用戶對于授權(quán)系統(tǒng)是主要的干擾源，因此應(yīng)用Overlay頻譜共享技術(shù)；保護(hù)區(qū)域外的感知用戶對授權(quán)系統(tǒng)干擾較小，因此應(yīng)用Underlay頻譜共享技術(shù)。在保護(hù)區(qū)域外的感知用戶負(fù)責(zé)與保護(hù)區(qū)域內(nèi)的感知用戶協(xié)作完成感知系統(tǒng)的信息傳輸。因此，感知用戶可以降低自身的發(fā)送功率而脫離傳統(tǒng)功率控制方法的約束。當(dāng)多個(gè)感知協(xié)作用戶存在時(shí)，可以使用線性規(guī)劃單純形方法來優(yōu)化感知

4、用戶之間的功率分配。
　　 傳統(tǒng)功率控制的局限性在于，當(dāng)感知用戶地理上靠近授權(quán)系統(tǒng)時(shí)，感知系統(tǒng)無法在避免授權(quán)系統(tǒng)干擾的情況下滿足自身的通信需求?；旌项l譜共享方案和協(xié)作通信結(jié)合的關(guān)鍵點(diǎn)在于：即使感知用戶處于授權(quán)系統(tǒng)的保護(hù)區(qū)域之內(nèi)，感知用戶仍然可以在避免對授權(quán)系統(tǒng)干擾的情況下維持感知系統(tǒng)的正常通信。
　　 論文中首先仿真并分析了在UNDERLAY頻譜共享技術(shù)下應(yīng)用線性規(guī)劃單純形方法的信息傳輸速率，最后在混合頻譜共享方案下仿真