基于認知數據庫的頻譜感知與資源分配算法研究.pdf

1、近年來，隨著無線通信應用的多樣化，頻譜資源越來越緊缺。為了緩解TD-LTE系統(tǒng)的頻譜短缺問題，可利用認知無線電技術使TD-LTE系統(tǒng)與UHF(Ultra High Frequency)頻段的廣播電視系統(tǒng)共存，實現(xiàn)頻譜共享。
　　 目前，次級設備通過自行檢測獲取空閑資源，但會產生隱藏終端的問題。通過引入認知數據庫技術來獲取次級設備附近的基站部署情況，可以克服隱藏終端的問題，但不能保證次級設備在發(fā)送請求時都有空閑資源允許其接入。因此

2、，可聯(lián)合認知數據庫和頻譜感知技術來確保次級設備發(fā)送請求時都有空閑資源可以接入。但次級設備仍需要對認知數據庫中可用的信道一一檢測，以免干擾未注冊的低功率電視輔助業(yè)務，直到找到空白頻譜資源。這樣一來，感知開銷和信息反饋開銷還是很大，次級設備的接入速率也會受到影響。
　　 首先，為了降低次級設備的感知開銷，在現(xiàn)有的聯(lián)合認知數據庫和頻譜感知算法的基礎上，對次級設備與認知數據庫的信息交互過程改進，并給出了一種基于地理位置與定位精度的信道分

3、配感知算法。該算法充分考慮定位精度的重要性，并將定位精度作為認知數據庫決策的一個因素。認知數據庫根據WSD(White Space Device)的地理位置與定位精度分配可用信道，優(yōu)先分配信道給位于TV站保護范圍外的WSD，避免感知環(huán)節(jié)。位于TV站保護范圍內的WSD采用能量檢測算法判斷可用信道是否空閑，以降低碰撞次數，更好地保護授權用戶。最后通過仿真驗證該改進算法是可行的。
　　 其次，針對TD-LTE系統(tǒng)在UHF頻段空白頻譜上

4、的應用問題，研究了如何將獲取的空白頻譜應用到D2D(Device to Device)通信中。在現(xiàn)有基于干擾感知的資源分配算法基礎上，對D2D與蜂窩鏈路的功率控制過程改進，并給出D2D通信中基于信噪比均衡的資源分配算法。該算法分析了上、下行鏈路所有可能的干擾，并在優(yōu)化所有用戶接收干擾功率和均衡所有用戶信噪比的基礎上，建立了以最大化系統(tǒng)總吞吐量為目標的凸優(yōu)化問題，并利用拉格朗日乘數法求解凸優(yōu)化問題，從而得到該優(yōu)化問題的閉式解。最后通過仿真