基于變換域處理的頻譜共享方法研究.pdf

1、作為認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，頻譜共享技術(shù)能夠在不干擾授權(quán)用戶正常工作的前提下通過(guò)開(kāi)放授權(quán)頻段實(shí)現(xiàn)授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶共享頻譜，成為通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文將變換域處理技術(shù)和協(xié)作通信技術(shù)引入到頻譜共享技術(shù)中，在實(shí)現(xiàn)授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶共享頻譜的同時(shí)，有效地降低對(duì)授權(quán)系統(tǒng)的干擾，并且充分利用授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶之間進(jìn)行協(xié)作傳輸而獲得的分集增益，顯著地提升了系統(tǒng)頻譜利用率。
　　本文首先介紹了認(rèn)知無(wú)線電中的關(guān)鍵技術(shù)，闡述了頻譜共享的系統(tǒng)架構(gòu)

2、、技術(shù)分類(lèi)以及協(xié)作頻譜共享中的幾種協(xié)作模式等理論知識(shí)。然后簡(jiǎn)要介紹了分?jǐn)?shù)傅里葉變換技術(shù)，并仿真驗(yàn)證了余弦信號(hào)和Chirp信號(hào)在分?jǐn)?shù)域的可分離特性。
　　然后，本文研究了已知瞬時(shí)信道增益場(chǎng)景下基于變換域處理的頻譜共享方案。在此方案中，授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶分別采用余弦信號(hào)和Chirp信號(hào)，并且認(rèn)知用戶根據(jù)直傳鏈路的信道狀態(tài)選擇直接接入頻譜或者作為中繼協(xié)助授權(quán)用戶。同時(shí)在保證授權(quán)用戶目標(biāo)速率的前提下，以最大化認(rèn)知用戶數(shù)據(jù)速率為目標(biāo)，進(jìn)行了

3、基于瞬時(shí)信道增益的認(rèn)知用戶選擇和功率分配的聯(lián)合優(yōu)化。與現(xiàn)有頻譜共享方案相比，所提的頻譜共享方案能夠大大降低對(duì)授權(quán)系統(tǒng)的干擾，授權(quán)系統(tǒng)和認(rèn)知系統(tǒng)的中斷概率明顯降低，認(rèn)知系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率顯著提高。而且隨著發(fā)射功率和認(rèn)知用戶數(shù)目的增加，認(rèn)知系統(tǒng)的通信性能得到了有效的提升。
　　最后，針對(duì)瞬時(shí)信道增益場(chǎng)景下信令開(kāi)銷(xiāo)大的問(wèn)題，本文研究了已知統(tǒng)計(jì)信道增益場(chǎng)景下基于變換域處理的頻譜共享方案。在此方案中，認(rèn)知用戶根據(jù)信道狀態(tài)自適應(yīng)選擇協(xié)作模式協(xié)助授

4、權(quán)用戶。然后在保證授權(quán)用戶中斷概率限制的前提下，以最小化認(rèn)知系統(tǒng)的中斷概率為目標(biāo)，提出了基于統(tǒng)計(jì)信道增益的功率分配算法。為了進(jìn)一步提升頻譜共享性能，本文進(jìn)一步提出了基于平均信道增益的認(rèn)知用戶選擇算法。仿真結(jié)果表明，與現(xiàn)有頻譜共享方案相比，所提的頻譜共享方案能夠有效地降低對(duì)授權(quán)系統(tǒng)的干擾，在保證授權(quán)系統(tǒng)通信需求的同時(shí)，顯著降低認(rèn)知系統(tǒng)的中斷概率，提高認(rèn)知系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。另外，隨著系統(tǒng)中認(rèn)知用戶數(shù)目的增加，認(rèn)知系統(tǒng)的中斷概率性能和數(shù)據(jù)傳