異構多認知無線網絡共存協調資源管理與配置框架研究.pdf

1、認知無線電作為一種智能無線通信技術，能以第二用戶身份實現與主用戶頻譜資源共享，通過提高頻譜利用率緩解頻譜資源與需求之間的矛盾。隨著模擬電視向數字電視演進，TV頻段釋放了大量空白頻段（television white space，TVWS），歐美等國家調整了TVWS頻段使用規(guī)則，IEEE等國際標準化組織發(fā)布了多款基于認知無線電工作于TVWS頻段的通信標準。基于不同通信標準的異構認知無線網絡共存于TVWS頻段不可避免，但每種網絡需求存在差異

2、，且PHY/MAC策略不同，覆蓋區(qū)域重疊的異構認知無線網絡缺乏協作，無序接入相同頻段，必然導致相互干擾，優(yōu)化資源管理和配置是協調共存網絡正常運行、高效利用TVWS頻譜資源的關鍵。本文圍繞異構多認知無線網絡共存協調資源管理與配置展開研究，擬利用博弈論和最優(yōu)化技術設計資源管理與配置框架。
　　1）介紹了IEEE802.19.1技術規(guī)范的范圍和目的、共存系統需求和共存架構中定義的實體和接口；闡述了IEEE802.19.1技術規(guī)范的應用場

3、景和基于不同共存體系架構的共存協調機制；分析了基于博弈論、拍賣模型和干擾溫度等典型的頻譜資源配置框架的原理和特點。
　　2）以博弈論為基礎，研究基于頻譜交易模型的異構多認知無線網絡資源管理與配置框架。闡述了基于TVWS頻譜代理的頻譜交易模型及其基于該模型構建的共存異構認知無線網絡非合作博弈模型；分析了共存異構認知無線網絡非合作頻譜定價博弈及其納什均衡，通過仿真分析納什均衡的存在性、唯一性以及共存認知網絡在納什均衡策略下的性能，驗證

4、和評估了該資源管理與配置框架的合理性和有效性。
　　3）針對基于IEEE802.19.1技術規(guī)范的集中式共存協調體系架構和協調式共存體系架構，分別提出了基于凸優(yōu)化理論頻譜配置算法的集中式頻譜配置機制和分布式頻譜源配置機制。在基于凸優(yōu)化理論的頻譜配置算法中引入代價機制，分析了優(yōu)化頻譜配置算法流程，仿真測試了基于優(yōu)化頻譜配置算法的共存認知無線網絡在不同用戶數下的最優(yōu)頻譜分配結果，驗證了異構多認知無線網絡共存場景下該頻譜配置機制的有效性