認知無線電網絡的累加干擾分析.pdf

1、隨著信息時代的到來，各種無線通信技術的發(fā)展日新月異，可用的無線頻譜資源正面臨逐漸枯竭的困境。認知無線電（Cognitive Radio, CR）的提出，從根本上改變了當前的固定頻譜分配方式，有效地實現頻譜資源的動態(tài)管理、提高頻譜利用率。同時，隨著廣播電視系統由模擬時代向數字時代的轉換，原有的廣播電視頻段出現大量的頻譜空穴（Spectrum Hole）。
　　 為此，IEEE 802.22 工作組為無線區(qū)域網（Wireless R

2、egional Area Network, WRAN）制定一系列空中接口標準，使認知無線電設備能夠在不干擾廣播電視業(yè)務的前提下在VHF/UHF 頻段正常通信。在技術實現過程中，認知無線電網絡對主用戶系統造成的干擾作為提高無線通信系統可靠性、吞吐率和頻譜利用率的重要制約因素，受到研究人員的廣泛關注。
　　 基于該背景，本文展開以下研究工作：
　　 第一，綜述認知無線電網絡中的干擾問題，重點介紹認知無線電網絡累加干擾的兩種處

3、理方式——干擾管理和建模分析。
　　 第二，利用數學建模理論對認知無線電中機會頻譜接入（Opportunistic Spectrum Access,OSA）下認知用戶對主用戶系統造成的累加干擾進行統計分析。一方面，采用帶內頻譜感知方式，減小頻譜與信令開銷，降低成本；另一方面，建立以主用戶接收機為中心的累加干擾模型，提供更加直接的分析模型。通過理論分析和實驗仿真，分析主用戶接收機處的信干比與認知用戶發(fā)射機的感知范圍、主用戶發(fā)射機到

4、接收機之間的距離、路徑損耗衰減指數等之間的關系，為認知無線電的網絡優(yōu)化提供理論依據。
　　 第三，結合馬爾科夫決策過程（Markov Decision Process, MDP）理論，對認知無線電網絡的累加干擾進行智能管理。一方面，在主用戶接收機處引入智能管理模塊，對認知無線電網絡的累加干擾進行集中式管理；另一方面，在功率分配算法中結合Q-Learning 算法，實現認知用戶功率分配的自適應性和累加干擾控制的智能性。仿真結果證明