動態(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。動態(tài)頻譜接入為頻譜資源短缺問題提供了一個很好的解決方案，它通過異構(gòu)的無線體系架構(gòu)和動態(tài)頻譜管理為移動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接入授權(quán)頻帶的方式很好的改善頻譜利用低效的問題。
　　 在動態(tài)頻譜接入系統(tǒng)中，認知用戶可以通過對無線環(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)成為動態(tài)頻譜接入中最關(guān)鍵的技術(shù)。其中對于動態(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、減小信令開銷和復(fù)雜度。在研究當(dāng)中我們針對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價模型進行了介紹并且對相關(guān)研究成果進行了闡述。
　　 從吞吐量和公平性兩個角度來講，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題，我們設(shè)計了兩種分別基于GA算法和MSB算法的“按需”式動態(tài)圖著色信道分配算法OD-GA和OD-MSB，并建立了相應(yīng)的仿真模型對這些信道分配算法進行仿真比較。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；同時由于引入了信道重分配的分步機制，減少了信道重分配的運算復(fù)雜度并且提高了認知系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性。

4、>　　 基于Anh Tuan Hoang提出的MDCA算法，我們設(shè)計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考慮協(xié)調(diào)認知用戶之間的公平性。通過仿真比較可以看出：在下行通信中，盡管改進算法在系統(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