基于CR的多跳無線網(wǎng)絡(luò)頻譜分配關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、認(rèn)知無線電(Cognitive Radio，CR)技術(shù)極大地提高了頻譜使用效率，允許在時間、頻率以及空間上進(jìn)行多維信道復(fù)用，它通過機(jī)會通信方式提高頻譜利用率，充分利用有限的頻譜資源，實(shí)現(xiàn)動態(tài)頻譜共享。因此，CR技術(shù)將大大降低由于頻段和帶寬的限制對無線技術(shù)發(fā)展的束縛，代表著通信技術(shù)的新發(fā)展。在本課題中，我們通過研究基于CR的多跳無線網(wǎng)絡(luò)動態(tài)頻譜分配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效利用，有效減少網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包碰撞概率，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸可靠性。

2、　　本文對動態(tài)頻譜分配在無線多跳網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)研究，將頻譜分配問題歸結(jié)為帶約束條件的最優(yōu)化問題。利用約束最優(yōu)化等方法，以最大化頻譜利用率為目標(biāo)，同時考慮同一簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的干擾避免、公平性、算法復(fù)雜度、通信開銷等因素。論文還研究了基于CR的認(rèn)知多跳網(wǎng)絡(luò)的容量，分析在期望信噪比條件下的網(wǎng)絡(luò)可達(dá)容量。論文主要創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1)將CR與無線多跳網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，處于授權(quán)用戶傳輸范圍內(nèi)的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)在自身與接收端之間建立一條新的中繼路由，通過

3、多跳中繼方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。我們考慮了隨機(jī)分布的主用戶與認(rèn)知用戶共存的無線網(wǎng)絡(luò)，討論了如何通過最優(yōu)化功率上下界門限來選擇多跳中繼用戶，在此基礎(chǔ)上提出了保證滿足CR用戶服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求的信道分配算法，設(shè)置了信道分配間隔與信道利用周期來衡量CR用戶的QoS要求。
　　2)將MIMO技術(shù)引入到認(rèn)知多跳網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)設(shè)計(jì)的一種認(rèn)知多跳網(wǎng)絡(luò)模型，研究并分析了帶有QoS需求的認(rèn)知多跳網(wǎng)絡(luò)容量，推導(dǎo)了認(rèn)知多跳中繼網(wǎng)絡(luò)容量的近似表達(dá)式。仿真分析表