认知无线电频谱共享若干关键技术研究.pdf

单位代码: 10293 密级:







硕士学位论文

论文题目: 认知无线电频谱共享若干关键技术研究



学号 Y001090104
姓名刘小芸
导师朱洪波教授/博导
学科专业通信与信息系统
研究方向移动通信与无线技术
申请学位类别工学硕士
论文提交日期二零一二年三月
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南京邮电大学
硕士学位论文摘要

学科专业:工科、通信与信息系统
研究方向:移动通信与无线技术
作者:二零零九级硕士研究生刘小芸指导教师:朱洪波教授/博导

题目:
认知无线电频谱共享若干关键技术研究
英文题目:
Research on the Key Technology of Spectrum Sharing in Cognitive Radio
关键词:
认知无线电,频谱共享,混合模型,各态历经容量,注水算法
Keywords:
Cognitive radio, spectrum sharing, hyrid model, ergodic capacity, water-filling
algorithm

论文选题来源:
:面向 WRC11 的频谱有效利用关键技术研究及验证
(2009ZX03007-004)
南京邮电大学硕士研究生学位论文中文摘要
中文摘要
随着 TD-LTE(TD-SCDMA Long Term Evolution)网络的迅猛发展,如何利用现有网
络资源使新业务能够更好地发挥其作用成为了迫在眉睫的关键课题。认知无线电的引入可
以很好地解决这一无线电频谱资源紧张的局面。
目前国际上给 TD-LTE 划分的可用频段有几种,本文主要研究的是在 - 频段
上授权雷达系统和认知 TD-LTE 系统之间的频谱共享问题。认知用户可以通过频谱感知、
频谱管理、频谱移动性和频谱共享四个功能动态接入最佳的空闲频谱,使通信达到最佳效
果。认知无线电中的频谱共享方式主要分为四大类:基于频谱接入方式的不同,其频谱共
享方式分为 Overlay(覆盖)和 Underlay(共存);根据无线电系统的频谱共享范围,大致
分为网内频谱共享和网间频谱共享;网内频谱共享分为协作式频谱共享和非协作式频谱共
享;基于网络架构的不同,频谱共享技术可以分为集中式、分布式和混合式频谱共享。
通过对认知无线电中频谱共享技术学习与研究,结合雷达系统和 TD-LTE 系统相关技
术,从简单的单认知用户网络模型出发,有针对性的提出适合于当前场景的混合频谱共享
系统模型:网络中包括一个授权雷达用户和多个认知 TD-LTE 用户,两者以 Overlay 和
Underlay 的混合频谱共享方式共存。并且提出了一种具体、有效的下行链路功率控制算法,
在这个模型中引入了参数子载波空闲(忙碌)概率。
基于最优化理论,利用拉格朗日算子和注水算法为基础求解非凸优化问题。在本算法
的求解过程中,借助蒙特卡洛法求解系统的各态历经容量。利用 MATLAB 软件仿真的结
果证明了此混合频谱共享系统模型能够很好的解决当前场景下的下行链路功率控制问题。
在文章的最后还分析了子载波空闲(忙碌)概率和信道增益等因子对子载波功率控制方案
的影响。
本文在最后对所做工作进行了总结,并且对以后的工作方向进行