混合無線網(wǎng)絡(luò)中干擾代價可知的路由與功控算法.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)遍及人們生活的每一個角落。然而與此同時無線頻譜資源卻越來越緊張。所以，一直以來無線技術(shù)的核心問題就是如何提高頻譜的利用效率。近年來一種新的混合無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)正在走進(jìn)研究者的視野。這種混合無線網(wǎng)絡(luò)將傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)（Cellular）和自組織網(wǎng)絡(luò)（Ad hoc/Device-to-Device）結(jié)合在一起，以期將兩者的優(yōu)勢結(jié)合起來提高整體的網(wǎng)絡(luò)性能?；旌蠠o線網(wǎng)絡(luò)與無線 mesh網(wǎng)絡(luò)不同在于，這種無線網(wǎng)絡(luò)支持

2、與蜂窩網(wǎng)絡(luò)相同的移動性；與過去的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)不同點在于，兩種網(wǎng)絡(luò)共享同一段頻譜。由于工作與同一頻段，兩個網(wǎng)絡(luò)之間的干擾問題是否能得以解決將是決定這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成敗的核心問題。因此，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本身就是一種很大的挑戰(zhàn)。而認(rèn)知無線電技術(shù)（Cognitive Radio）為解決這個問題提供了思路和解決方案。
　　 認(rèn)知無線電的研究從開始就是以動態(tài)、智能地利用授權(quán)頻譜中的空閑頻帶以提高無線網(wǎng)絡(luò)的頻譜利用率為目的。其核心是賦予認(rèn)知無線電設(shè)備通過

3、對外界環(huán)境的認(rèn)知和學(xué)習(xí)，動態(tài)地調(diào)整自身的運行參數(shù)，從而達(dá)到優(yōu)化資源目的。而對于混合無線網(wǎng)絡(luò)來說，認(rèn)知無線電技術(shù)的引入，使得用戶設(shè)備（UE）有能力對環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)以使其自身能夠智能地參與網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化并有效地避免干擾。而且，這種認(rèn)知無線電 UE的引入使混合網(wǎng)絡(luò)并不需要在原有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上作大的改動。
　　 本文的研究正是建立在認(rèn)知無線電設(shè)備的基礎(chǔ)上，考慮網(wǎng)絡(luò)中的用戶設(shè)備（UE）具有認(rèn)知、學(xué)習(xí)以及決策的能力，本文為 UE設(shè)計了一種

4、考慮干擾代價的模型，并根據(jù)模型提出了一種 UE的模式選擇、路由選擇以及功率分配的優(yōu)化算法。論文從介紹認(rèn)知無線電的相關(guān)概念和與混合無線網(wǎng)絡(luò)場景的相關(guān)研究開始，然后給出了系統(tǒng)的優(yōu)化模型和干擾為代價的模型。隨后，根據(jù)數(shù)學(xué)模型給出了一種簡單有效的分布式優(yōu)化策略。最后，設(shè)計兩個仿真場景來驗證模型和算法對網(wǎng)絡(luò)的吞吐和負(fù)載的改善。仿真結(jié)果證明，本文提出的算法和優(yōu)化策略很好地解決了 UE模式選擇、路由選擇以及功率控制的聯(lián)合優(yōu)化問題，為混合無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化