認知無線電系統(tǒng)中頻譜資源空域重用方法研究.pdf

1、隨著無線電通信技術的飛速發(fā)展和無線業(yè)務數(shù)量的不斷增長，頻譜資源日益匱乏。相關研究表明頻譜資源靜態(tài)分配機制是造成頻譜資源匱乏的主要原因之一。為了提高頻譜資源利用率，從根本上解決頻譜資源短缺問題，Joseph Mitola于1999年提出了認知無線電技術(Cognitive Radio，CR)，其核心思想是允許認知用戶在不對授權用戶通信造成干擾的前提下，動態(tài)接入空閑頻譜資源，從而有效地提高頻譜資源利用率。在認知無線電系統(tǒng)中進行頻譜重用是提高

2、頻譜資源利用率的核心手段，因此研究頻譜資源重用方法具有重要的理論意義和實用價值。本文主要研究了認知無線電系統(tǒng)中頻譜資源空域重用方法，主要工作如下：
　　(1)闡述了認知無線電和頻譜資源重用的研究背景及意義，總結了頻譜重用的國內外研究現(xiàn)狀，介紹了認知無線電的關鍵技術。
　　(2)針對頻譜資源空域重用中網(wǎng)絡傳輸總功率優(yōu)化問題，提出了一種基于博弈論的頻譜資源空域重用算法。利用博弈論建立了頻譜資源空域重用問題的博弈模型，然后基于認知

3、用戶的信道質量引入價格因子來保證認知用戶在各信道上分配功率的公平性。通過理論分析證明了納什均衡點的存在性，然后利用逐次松弛迭代算法求解納什均衡點，獲得了功率分配的最優(yōu)解。所提算法不僅能夠實現(xiàn)最小化網(wǎng)絡傳輸總功率，而且能夠保證認知用戶的服務質量。
　　(3)針對頻譜資源空域重用中系統(tǒng)容量最大化問題，提出了一種基于對偶理論的頻譜資源空域重用算法。首先構建了基于價格函數(shù)的系統(tǒng)容量最大化數(shù)學模型，為便于求解將原問題轉化為對偶問題，然后采用