認(rèn)知無線電資源調(diào)度機制的研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的不斷進步及相應(yīng)業(yè)務(wù)對頻譜資源需求量的急劇增加，使得傳統(tǒng)的、靜態(tài)的頻譜資源分配方式面臨巨大挑戰(zhàn)。這種分配方式的頻譜資源利用效率很低，成為下一代無線通信發(fā)展的一個瓶頸。基于上述前提，Joseph Mitola提出了認(rèn)知無線電（CognitiveRadio，CR）的技術(shù)。認(rèn)知無線電技術(shù)使得無線電系統(tǒng)能夠依據(jù)周圍環(huán)境變化來進行環(huán)境感知、歷史經(jīng)驗學(xué)習(xí)和智能結(jié)果的判決以適應(yīng)系統(tǒng)傳輸參數(shù)的變化。
　　 認(rèn)知無線電為改變傳統(tǒng)頻

2、譜的使用方式提供了可能，能增加無線通信系統(tǒng)的頻譜使用數(shù)量。它能在最小化對現(xiàn)有系統(tǒng)干擾的前提下以一種智能、機會式、動態(tài)的方式使用空閑頻譜。目前，認(rèn)知無線電技術(shù)已經(jīng)成為提高現(xiàn)有無線頻譜效率最關(guān)鍵的技術(shù)之一。
　　 用戶資源與可用頻譜資源的合理調(diào)度是認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過頻譜檢測技術(shù)，次級用戶會獲得一系列可用的頻譜資源（頻譜資源的業(yè)務(wù)特性均不相同）?；谙嚓P(guān)信息，次級用戶可以動態(tài)使用其中的頻譜進行信息的傳輸。然而，為了不給主用

3、戶造成干擾，當(dāng)主用戶需要重新使用這些頻段時，次級用戶必須及時退出或者切換到別的頻段。這必然會造成次級用戶業(yè)務(wù)的延遲或掉話，因此，為了保證次級用戶服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）并且高效率地利用檢測到的頻譜，研究者必須基于相關(guān)資源信息選擇較好的調(diào)度方案。
　　 總體來說，本文的研究主要集中在以下幾個方面：
　　 首先，基于未來無線通信的發(fā)展趨勢，本文詳細描述了認(rèn)知無線電技術(shù)，包括技術(shù)起源、目前的研究

4、進展及標(biāo)準(zhǔn)化工作、技術(shù)未來的挑戰(zhàn)及應(yīng)用等。
　　 為了保證次級用戶的 QoS和頻譜資源的使用效率，本文提出了一種認(rèn)知無線電基于數(shù)據(jù)分層和頻譜穩(wěn)定度的調(diào)度方案。通過分層編碼方案，用戶數(shù)據(jù)可以分為重要的基礎(chǔ)層和重要性次之的增強層。依據(jù)檢測頻譜的穩(wěn)定度情況，本方案將基礎(chǔ)層分配給穩(wěn)定度高的頻段，增強層分配給穩(wěn)定度較低的頻段。當(dāng)主用戶重新占用穩(wěn)定度較低的頻段時，只有增強層要及時退出，造成延遲或者掉話。這樣可以保證基礎(chǔ)層的傳輸質(zhì)量，為用戶帶

5、來基本的業(yè)務(wù)體驗，避免用戶業(yè)務(wù)的整體掉話。自此基礎(chǔ)上，本文又基于分層方案提出了幾種改進方案，綜合了分層、冗余、單信道傳輸方案的優(yōu)點，為用戶帶來較高的業(yè)務(wù)體驗。
　　 目前，由于 OFDM技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于時-頻資源的調(diào)度已經(jīng)成為研究熱點，基于上述前提，以分層編碼為基礎(chǔ)，本文提出了一種認(rèn)知無線電基于效用的時-頻資源調(diào)度方案，以最大化次級用戶的回報為目標(biāo)。與傳統(tǒng)的最大化系統(tǒng)吞吐量調(diào)度方案不同，本方案的回報函數(shù)綜合了信道穩(wěn)定度、吞吐量、