【摘要】：機(jī)會式頻譜接入作為一種可以提高頻譜利用率的新技術(shù),近年來得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。在機(jī)會式頻譜接入策略中,當(dāng)授權(quán)頻譜空閑時,認(rèn)知用戶機(jī)會式接入到空閑頻譜進(jìn)行通信。當(dāng)授權(quán)用戶返回時,認(rèn)知用戶需要立即退出授權(quán)信道,以避免對授權(quán)用戶的干擾。 本文主要研究了機(jī)會式頻譜接入中的頻譜感知調(diào)度問題、機(jī)會式頻譜接入在蜂窩網(wǎng)絡(luò)和毫微微蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。論文的主要內(nèi)容包括： 研究了基于機(jī)會式頻譜接入的無線網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)存在多個不同業(yè)務(wù)類型的授權(quán)用戶,并且認(rèn)知用戶經(jīng)歷時變信道時的頻譜感知調(diào)度問題。我們提出了一種新的基于信息預(yù)測的頻譜感知調(diào)度策略。在該策略中,我們通過馬爾科夫鏈來預(yù)測認(rèn)知用戶的信道狀態(tài)信息,并利用授權(quán)用戶的業(yè)務(wù)特征信息預(yù)測授權(quán)信道在下一幀空閑的概率。通過這些預(yù)測信息,認(rèn)知基站調(diào)度認(rèn)知用戶在不同的授權(quán)信道上進(jìn)行感知和傳輸,以最大化認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)效用。在該頻譜感知調(diào)度策略中,我們同時考慮網(wǎng)絡(luò)吞吐量和公平性這兩個重要網(wǎng)絡(luò)指標(biāo),并把該調(diào)度策略描述成一個優(yōu)化問題。隨后,我們通過匈牙利算法求出該優(yōu)化問題的最優(yōu)解。所提出的基于信息預(yù)測的頻譜感知調(diào)度策略可以很好的權(quán)衡網(wǎng)絡(luò)吞吐量和公平性這兩個指標(biāo),在保證認(rèn)知用戶之間的公平性的同時,獲得較高的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。 在基于機(jī)會式頻譜接入的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,研究了如何對接入過程進(jìn)行建模,和分析網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)服務(wù)等級(GoS)性能。首先,我們給出了基于機(jī)會式頻譜接入的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。驀于非跳轉(zhuǎn)和跳轉(zhuǎn)模式,我們提出了兩種適用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會式頻譜接入策略。然后,我們通過構(gòu)建三維連續(xù)馬爾科夫鏈,對蜂窩網(wǎng)中的機(jī)會式頻譜接入策略進(jìn)行建模,以分析基于機(jī)會式頻譜接入的蜂窩網(wǎng)的GoS性能。通過獲取的GoS性能參數(shù),我們分析了基于機(jī)會式頻譜接入的蜂窩網(wǎng)的頻譜利用率和給定目標(biāo)GoS性能指標(biāo)的情況下,基于機(jī)會式頻譜接入的蜂窩網(wǎng)能夠承載的業(yè)務(wù)強(qiáng)度范圍。 在基于機(jī)會式頻譜接入的毫微微蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,研究了混合式接入模式中的激勵機(jī)制。我們提出了一種動態(tài)頻譜分配的方法,以激勵無線運營商和毫微微蜂窩采用混合式接入模式。在該方法中,為了激勵毫微微蜂窩分享有限的資源來服務(wù)宏用戶,宏基站將會分配一部分本該分配給室內(nèi)宏用戶的頻譜資源給毫微微蜂窩基站。從而毫微微蜂窩基站能夠得到更多的頻譜資源來提高毫微微蜂窩用戶的通信質(zhì)量。我們設(shè)計了一個協(xié)議來完成我們所提出的動態(tài)頻譜分配方法,并且將毫微微蜂窩基站中的資源分配問題描述成一個優(yōu)化問題,利用對偶分解的方法來求得最優(yōu)解。通過采用我們所提出的動態(tài)頻譜分配的方法,運營商和毫微微蜂窩用戶都可以從中受益。一方面,宏基站能夠在保證宏用戶的通信質(zhì)量的前提下,節(jié)約一部分頻譜資源。另外一方面,毫微微蜂窩基站能夠得到更多的頻譜資源,以提高毫微微蜂窩用戶的通信質(zhì)量。
[Abstract]:Opportunistic spectrum access, as a new technology that can improve the spectrum utilization rate, has received extensive attention from the academic community and the industry in recent years. In an opportunistic spectrum access policy, that cognitive us opportunistic access to the idle spectrum when the authorized spectrum is idle. When the authorized user returns, the cognitive user needs to exit the authorization channel immediately to avoid interference to the authorized user. In this paper, the spectrum-aware scheduling problem in opportunistic spectrum access is studied, and the opportunistic spectrum access in the cellular network and the femtocell network should be discussed. Use. The main content package of the paper in the wireless network based on opportunistic spectrum access, when a plurality of authorized users of different service types are present and the cognitive user experiences the time-varying channel, Degree problem. We present a new information-based, information-based, spectrum-aware tone. in the strategy, we use the Markov chain to predict the channel state information of the cognitive user, and use the service characteristic information of the authorized user to predict that the authorized channel is idle in the next frame the cognitive base station schedules the cognitive users to perceive and transmit on different authorized channels in order to maximize the cognitive radio network through the prediction information, in that spectrum-aware scheduling strategy, we also consider the two important network indexes of network throughput and fairness, and describe the scheduling strategy as an excellent The question of the optimization is then determined by the Hungarian algorithm. The proposed spectrum-aware scheduling strategy based on the information prediction can balance the two indexes of network throughput and fairness, while ensuring the fairness among the cognitive users, and obtaining a higher network. throughput. In a cellular network based on opportunistic spectrum access, we study how to model the access process and to analyze the service level of the network (G S) Performance. First, we give a cellular network based on opportunistic spectrum access network architecture. For non-jump and jump modes, we propose two opportunistic frequencies for cellular networks the spectrum access strategy is then used to model the opportunistic spectrum access policy in the cellular network by building a three-dimensional continuous markov chain to analyze the cellular network based on the opportunistic spectrum access, GS performance. Based on the obtained GS performance parameters, we analyzed the spectrum utilization rate of the cellular network based on the opportunistic spectrum access and the given target GS performance index, and the cellular network based on the opportunistic spectrum access can carry the industry. In a femtocell network based on opportunistic spectrum access, a hybrid access mode is studied The incentive mechanism in the formula. We propose a dynamic spectrum allocation method to excite the wireless carrier and the femtocell. In the method, in order to excite the femtocell to share a limited resource to serve the macro user, the macro base station will allocate a portion of the spectrum resources that should have been allocated to the indoor macro user, The femtocell base station can obtain more spectrum resources to improve the femtocell base station. We have designed a protocol to complete the dynamic spectrum allocation method proposed by us, and describe the resource allocation problem in the femtocell base station as an optimization problem. A method, an operator and a femtocell user to obtain an optimal solution by using the dynamic spectrum allocation proposed by us on the one hand, the macro base station can save the communication quality of the macro user, in a further aspect, that femtocell base station is able to obtain more spectral resources to improve the femtocell
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN925

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2508011