基于信道不均匀性的频谱共享方法研究

摘要

认知无线电技术允许未授权用户以机会方式占用授权频谱，因此被认为可以有效解决当前无线通信领域频谱利用率较低的问题，受到了广泛关注。频谱共享技术是认知无线电的关键技术之一，其主要目的是解决认知无线电网络中频谱资源分配、认知用户接入和频谱利用公平效率等问题。
　　 本文主要研究频谱共享，首先对认知无线电技术进行了介绍，随后介绍了频谱共享技术，内容包括频谱共享的意义、技术分类，以及基于博弈论、图论、价格和干扰温度等几种常见的频谱共享算法。文章的重点是研究信道不均匀性对频谱共享带来的影响，主要工作是对信道不均匀性进行量化分析，并结合网络建模、模拟仿真等方法，研究信道不均匀性下频谱共享的性能。
　　 从实际角度出发，信道不均匀性是频谱共享过程中一个不可回避的问题。本文将信道不均匀性的特点具体体现在传输距离和干扰距离上，计算了不同频率信号的传输距离损耗，并定义了不同信道可支持的传输和干扰距离。文章通过仿真得到了最大连接数目标下、最小带宽-干扰范围积目标下、最大信道容量目标下的频谱共享情况。根据得到的仿真结果可以发现：信道不均匀性的引入，使得一些情况下频谱分配发生了改变，并且引入频谱不均匀性，可以在信道容量、频率复用和降低干扰等方面提高认知无线电网络性能。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第一节 认知无线电简介

1.1.1 认知无线电的出现背景

1.1.2 认知无线电的几种定义

1.1.3 认知无线电的工作方式

第二节 认知无线电的研究意义

第三节 认知无线电的研究现状及应用情况

第四节 认知无线电的研究内容

第五节 本文研究内容及文章安排

第二章 认知无线电频谱共享

第一节 频谱共享介绍

2.1.1 频谱共享的意义

2.1.2 频谱共享的实现步骤

第二节 频谱共享技术分类

2.2.1 基于结构的频谱共享技术

2.2.2 基于频谱分配行为的频谱共享技术

2.2.3 基于接入技术的频谱共享技术

第三节 频谱共享算法

2.3.1 基于博弈论的共享算法

2.3.2 基于图论的共享算法

2.3.3 基于价格的共享算法

2.3.4 基于干扰温度限的共享算法

本章小结

第三章 信道不均匀性

第一节 信道不均匀性

3.1.1 信道不均匀性的定义

3.1.2 信道不均匀性的影响

第二节 信道不均匀性的量化分析

3.2.1 自由空间传输损耗

3.2.2 传输损耗模型

3.2.3 简化路径损耗模型

本章小结

第四章 信道不均匀性下的频谱共享

第一节 频谱共享模型

4.1.1 认知Ad Hoc网络

4.1.2 基于信道不均匀性的认知无线电网络建模

4.1.3 网络模型参数设置

第二节 基于最大连接数的频谱共享

4.2.1 最大连接数的目标函数

4.2.3 未考虑信道不均匀性的共享方法

4.2.3 考虑信道不均匀性的仿真及结果分析

第三节 基于最小带宽干扰范围积的频谱共享

4.3.1 最小带宽-干扰范围积的概念

4.3.2 最小带宽-干扰范围积的计算

4.3.3 仿真及结果分析

第四节 基于最大信道容量的频谱共享

4.4.1 信道容量计算

4.4.2 仿真及结果分析

第五节 不同用户数与信道数下的各方法比较

本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢