動(dòng)態(tài)頻譜接入系統(tǒng)中的信道分配技術(shù)研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，頻率資源緊張的狀況也日益突出。在傳統(tǒng)的“條塊分割”的靜態(tài)頻譜使用政策下，頻譜資源的利用具有高度的不均衡性。動(dòng)態(tài)頻譜接入為頻譜資源短缺問(wèn)題提供了一個(gè)很好的解決方案，它通過(guò)異構(gòu)的無(wú)線體系架構(gòu)和動(dòng)態(tài)頻譜管理為移動(dòng)用戶提供充足的帶寬，在保證授權(quán)用戶正常工作的情況下以隨機(jī)接入授權(quán)頻帶的方式很好的改善頻譜利用低效的問(wèn)題。
　　 在動(dòng)態(tài)頻譜接入系統(tǒng)中，認(rèn)知用戶可以通過(guò)對(duì)無(wú)線環(huán)境的頻譜感知、頻譜分析及決策、頻譜分配完

2、成頻譜共享，因此，頻譜感知、頻譜分析及決策、頻譜分配技術(shù)成為動(dòng)態(tài)頻譜接入中最關(guān)鍵的技術(shù)。其中對(duì)于動(dòng)態(tài)頻譜分配技術(shù)，最重要的是要保證信道分配靈活性、提高系統(tǒng)性能、減小信令開(kāi)銷和復(fù)雜度。在研究當(dāng)中我們針對(duì)四種典型的信道分配模型包括圖著色模型、干擾溫度模型、博弈論模型和拍賣競(jìng)價(jià)模型進(jìn)行了介紹并且對(duì)相關(guān)研究成果進(jìn)行了闡述。
　　 從吞吐量和公平性兩個(gè)角度來(lái)講，現(xiàn)有典型的圖著色信道分配算法包括基于吞吐量的GA算法和MSB算法以及基于公平性

3、的FA和MPF算法。針對(duì)現(xiàn)有圖著色信道分配算法存在的未考慮用戶需求和信道重分配的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了兩種分別基于GA算法和MSB算法的“按需”式動(dòng)態(tài)圖著色信道分配算法OD-GA和OD-MSB，并建立了相應(yīng)的仿真模型對(duì)這些信道分配算法進(jìn)行仿真比較。仿真結(jié)果證明這兩種按需信道分配算法可以基于認(rèn)知用戶需求分配信道，有效提高系統(tǒng)頻譜利用率和吞吐量；同時(shí)由于引入了信道重分配的分步機(jī)制，減少了信道重分配的運(yùn)算復(fù)雜度并且提高了認(rèn)知系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性。

4、>　　 基于Anh Tuan Hoang提出的MDCA算法，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種分步功率控制和公平信道分配算法MDCFA。MDCFA算法基于干擾溫度模型，在單小區(qū)的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)模型下，利用有效的功率控制和信道分配案最大化下行的吞吐量的同時(shí)考慮協(xié)調(diào)認(rèn)知用戶之間的公平性。通過(guò)仿真比較可以看出：在下行通信中，盡管改進(jìn)算法在系統(tǒng)的吞吐量方面略微遜色于MDCA算法，但是在信道公平性也就是平均服務(wù)用戶數(shù)方面有較明顯提升；在上行通信中，MDCFA算法與MDC