基于認知無線電的分級頻譜共享網(wǎng)絡關鍵技術研究.pdf

1、認知無線電技術從研究初期較窄的概念范疇，到如今作為未來通信的十大熱點技術之一，涉及網(wǎng)絡架構和從物理層到網(wǎng)絡層等多個層面關鍵技術的研究。本文從認知無線電技術特性出發(fā)，提出了基于認知無線電的分級頻譜共享網(wǎng)絡架構，并對該網(wǎng)絡架構下的頻譜管理與分配，性能優(yōu)化中的跨層設計等關鍵技術進行了研究。 本文首先在第一章中探討了認知無線電的研究背景與研究意義，回顧和總結了認知無線電網(wǎng)絡架構以及關鍵技術的研究與存在問題，從認知無線電技術特性對于認知無

2、線電網(wǎng)絡架構及關鍵技術的影響出發(fā)，指明了本文的研究動機和出發(fā)點。 針對認知無線電網(wǎng)絡中的頻譜異構性以及存在的干擾，在第二章中提出了基于認知無線電技術的分級頻譜共享網(wǎng)絡架構，包括分級頻譜共享思想、實現(xiàn)該網(wǎng)絡架構所需的可用頻譜識別、分類方法與準則，以及不同業(yè)務應用情況下如何利用不同類型頻譜的通信機制。構建了該網(wǎng)絡架構下的協(xié)議棧模型框架，明確了協(xié)議棧中與分級頻譜共享特性密切相關的功能。該網(wǎng)絡架構可以靈活方便地實現(xiàn)網(wǎng)絡結構優(yōu)化和滿足動態(tài)

3、頻譜分配的需要，且能有效地擴展可用頻譜資源。 第三章提出了分級頻譜共享網(wǎng)絡中ad hoc通信模式下基于博弈論的協(xié)作式頻譜禮儀，通過利用認知用戶之間共享有用信息，協(xié)調認知用戶之間的行為，從而滿足用戶的通信需要。仿真表明，該頻譜禮儀能快速收斂，且具有較強的抗干擾能力。 根據(jù)第二章中的通信機制，第四章提出了分級頻譜共享網(wǎng)絡架構中不同類型頻譜的選擇準則，以及不同頻譜類型對應不同情況下的頻譜分配控制機制，指出根據(jù)網(wǎng)絡情況及其相應的

4、通信機制來確定選擇分布式控制方式、集中式控制方式或者二者相結合方式。此外，提出了基于圖論模型、考慮用戶需求的兩種頻譜分配算法，一種僅考慮用戶需求，另一種除考慮用戶需求外，還考慮頻譜分配中的公平性問題。前者能更好地滿足用戶需求，而后者能很好地滿足用戶需求和公平性。 論文最后部分研究了分級頻譜共享網(wǎng)絡的跨層優(yōu)化問題。提出了結合頻譜特性的路由選擇策略，運用最大化最小干擾余量準則，從而選擇穩(wěn)定性高的路由，該路由選擇策略優(yōu)于隨機選擇策略，