多用戶OFDM認(rèn)知無線電系統(tǒng)中資源分配算法的研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，頻譜資源變得越來越緊張。傳統(tǒng)的靜態(tài)的無線頻譜管理方式使得部分頻譜通常處于空閑狀態(tài)，限制了頻譜的使用效率。近幾年提出的認(rèn)知無線電技術(shù)旨在提高空閑頻譜的利用率，滿足日益增長的無線通信服務(wù)需求。認(rèn)知無線電是一個能夠感知外部環(huán)境的智能無線通信系統(tǒng)，它能夠從環(huán)境中學(xué)習(xí)，并根據(jù)環(huán)境變化動態(tài)地調(diào)整其內(nèi)部工作狀態(tài)，例如，工作頻率、發(fā)射功率、調(diào)制方式等，以有效利用空閑頻譜，同時避免對授權(quán)用戶的干擾。
　　 目前，利用認(rèn)

2、知無線電技術(shù)進(jìn)行動態(tài)頻譜接入有兩種情況。一種是免執(zhí)照（Unlicensed）的開放頻段內(nèi)動態(tài)共享該段頻譜，如2.4GHz的無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，WLAN）和IEEE802.16h/g的無線城域網(wǎng)（Wireless Metropolitan Area Network，WMAN）；另一種是擇機(jī)（opportunistic）地使用已授權(quán)（licensed）給其他系統(tǒng)的頻段，如IEEE802.22無

3、線區(qū)域網(wǎng)（Wireless Regional AreaNetwork，WRAN），二級用戶擇機(jī)使用已授權(quán)于數(shù)字廣播頻譜。第二種方式涉及到對授權(quán)頻段使用的感知以及對授權(quán)用戶的干擾避免，是認(rèn)知無線電的重點和難點。
　　 本文主要針對動態(tài)頻譜接入的認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一—動態(tài)資源分配算法進(jìn)行了較為深入的研究。首先分析了傳統(tǒng)多用戶OFDM系統(tǒng)中資源分配模型及相關(guān)算法，然后平滑過渡到多用戶認(rèn)知無線電系統(tǒng)資源分配模型和相關(guān)算法，具體

4、內(nèi)容如下：
　　 提出基于QoS的多用戶OFDM認(rèn)知無線電系統(tǒng)動態(tài)資源分配算法：分析了Qin Tao等提出的認(rèn)知無線電系統(tǒng)模型，及基于貪婪算法得到的最小化發(fā)射功率、最小化二級用戶對主用戶的干擾和兩者權(quán)衡選擇得到的更優(yōu)的公平資源分配算法。在此基礎(chǔ)上，改進(jìn)系統(tǒng)模型，考慮不同QoS業(yè)務(wù)：實時和非實時業(yè)務(wù)兩類不同要求，提出了基于QoS和改進(jìn)貪婪算法的最大化系統(tǒng)吞吐量算法，研究干擾門限、發(fā)射功率及系統(tǒng)吞吐量之間的變化關(guān)系。
　　

5、分析了猶太人法典《塔木德》中關(guān)于“三妻爭產(chǎn)”問題與一般比例分配的不同之處，推導(dǎo)由三個用戶到多個用戶的塔木德公平分配算法，并考慮用于多用戶認(rèn)知無線電系統(tǒng)，提出基于用戶申請的多用戶OFDM認(rèn)知無線電系統(tǒng)塔木德公平資源分配算法。
　　 研究了減少二級用戶對主用戶干擾問題，對主用戶兩側(cè)的相關(guān)子載波進(jìn)行零比特加載處理（subcarrier nulling），分析研究了功率一定，不同干擾門限下，針對主用戶兩側(cè)的兩個子載波，采取對零個、一個、