認知蜂窩網的容量分析與規(guī)劃.pdf

1、隨著無線通信技術和智能終端的飛速發(fā)展，移動數據通信需求呈現出爆炸性增長，這與蜂窩移動通信網絡頻譜資源的稀缺形成了日益突出的矛盾。另一方面，在蜂窩移動通信網絡中，頻譜資源的整體利用率不高，這是因為它采用的是靜態(tài)的頻譜牌照分配策略。作為解決上述矛盾的有力手段，認知蜂窩網能夠根據需求動態(tài)地借用非蜂窩頻段上的空閑頻譜資源，以擴充蜂窩網容量并提高頻譜資源的整體利用率。
　　本文從理論的視角考慮認知蜂窩網規(guī)劃中的兩個核心問題。一是蜂窩網流量需

2、求的可預測性分析。由于認知蜂窩網的核心原理是“按需”投入頻譜資源，因此預測流量需求對于頻譜資源的調度與管理至關重要。實測數據表明蜂窩網的流量需求顯示出隨機性與規(guī)律性并存的特征。能否從理論上給出流量預測精度的極限，是我們關心的第一個問題。第二個問題是認知蜂窩網的系統(tǒng)容量。因為認知蜂窩網使用的是借用的頻譜資源，所以它在功率、帶寬、穩(wěn)定性方面受到了出借頻譜資源的“主要系統(tǒng)”的各種限制。根據主要系統(tǒng)的不同特性，如何計算出認知蜂窩網在承載不同業(yè)務

3、時的系統(tǒng)容量，是我們關心的第二個問題。圍繞上述兩個問題，本文的主要貢獻歸納如下:
　　第一，流量需求的可預測性分析:本文分別用非層次和層次兩種方法對蜂窩網流量進行建模，引入信息熵來定量地衡量不同模型下流量的可預測性，并深入探究了影響可預測性的因素。對于非層次流量的可預測性，我們推導出了理論公式。而對于層次流量的可預測性，我們以層次泊松流量為代表，結合實際數據討論了其可預測性。我們的分析結果能夠為蜂窩網流量的實時預測提供理論指導。<