异构认知网络中的资源分配及干扰管理研究

摘要

随着无线网络技术的发展和4G标准化工作的推进，无线异构网及小蜂窝技术也受到了产业界的广泛关注。由于近年来移动互联网的兴起及大数据时代的到来，现有的蜂窝网络远远不能满足日益激增的数据量要求。而以家庭基站蜂窝为代表的小蜂窝技术不仅可以提高频谱利用率，而且能够提高能量利用率，可以大大缓解蜂窝网的流量压力，从而能够实现随时随地高速的无线网络接入。因而，基于认知无线电的异构网络已经成为无线网络通信的发展方向。
　　论文首先阐述了异构认知网络面临的严峻干扰问题，并分析了电视频段白色空间在干扰管理方面的研究发展。同时，针对资源分配及干扰管理在异构认知网络中的研究现状进行了全面的调研、对比和和分析，并结合认知无线电技术，提出了可行的研究方向。
　　论文提出了在认知无线网络中基于位置的功率控制算法，根据次用户的移动位置的不同，实时调整各次用户功率分配的大小，从而将利用电视频段白色空间的次用户对授权系统用户造成的干扰最小化。
　　此外，为了解决由家庭基站蜂窝和宏蜂窝等授权系统构成的无线异构网络中的干扰问题，论文将功率分配的思路与匈牙利算法等相结合，并充分利用认知无线电技术，提出了两层网络中同时解决同层干扰及跨层干扰的资源分配方案，对无线异构网中的干扰管理研究提供了一个可行的方向。
　　论文的最后总结了本课题的研究思路及方法，并分析了其他解决异构认知网络中干扰管理问题的潜在研究方向和趋势。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 论文的主要贡献

1．3 论文的结构安排

2 异构认知网络中的干扰管理研究

2．1 无线异构网中的干扰管理

2．1．1 家庭基站蜂窝的网络架构

2．1．2 家庭基站蜂窝的干扰管理策略

2．1．3 家庭基站蜂窝的自组织特性

2．2 认知网络中的电视频段白色空间

2．2．1 电视频段白色空间概述

2．2．2 电视频段白色空间的研究挑战及应用

2．3 基于多载波认知无线电网络中的功率分配

2．3．1 最佳功率分配算法

2．3．2 次最佳功率分配算法

2．4 本章小结

3 利用电视频段白色空间的认知网络干扰控制研究

3．1 系统模型

3．2 基于位置信息的干扰控制

3．2．1 电视频段白色空间相关干扰控制门限

3．2．2 基于位置信息的功率控制算法设计

3．3 仿真及性能分析

3．3．1 仿真参数设置

3．3．2 仿真结果及分析

3．4 本章小结

4 异构认知网络中家庭基站蜂窝的干扰管理研究

4．1 系统模型及问题公式化表示

4．2 基于认知无线电的异构网络中家庭基站蜂窝的干扰管理方案

4．2．1 家庭基站蜂窝分组管理的物理簇及虚拟簇设计

4．2．2 基于物理簇及虚拟簇的资源分配算法设计

4．3 仿真及性能分析

4．3．1 仿真参数设置

4．3．2 仿真结果及分析

4．4 本章小结

5 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果