5G网络中的频谱共享理论与算法研究
发布时间：2020-06-04 14:27
【摘要】：随着移动网络的飞速发展,5G无线系统面临的挑战之一是如何应对前所未有的频谱危机。一种潜在的解决方案是以频谱共享的形式出现的。本文基于博弈论和混合双工理论,对频谱共享技术进行了研究,提出了一种基于两阶段博弈论的混合接入频谱共享算法,和一种基于混合半双工/全双工的随机MAC频谱共享算法。主要研究内容和成果如下:(1)针对两种频谱市场,从经济角度出发,提出了基于两阶段博弈的混合接入频谱共享算法。在双寡头频谱运营商和垄断频谱运营商两种情景下,次用户根据对价格的不同偏好选择运营商;同时,博弈过程中运营商可以进行最优投资,动态调整价格以实现收入最大化。通过博弈论得到频谱接入的纳什均衡解。(2)提出了一种混合半双工/全双工的随机MAC频谱共享算法。以概率的方式表示频谱使用级别,即机会概率(OP)。在机会概率基础上,提出了随机MAC策略,其中每个节点以与OP值成正比的概率接入频谱,并验证了其可行性。利用基于机会概率的随机MAC,我们还提出了混合半双工/全双工通信模型,其中每对的双工模式由OP值动态确定。通过仿真,我们证实了所提出的算法的可行性,并证明了其具有比传统系统高4倍的系统吞吐量。这对未来频谱资源的利用显示出巨大的潜力。
【图文】：
图 1.1 移动通信的发展史移动通信系统的每次发展，都以标志性的技术革新为支撑，见表 1.1。表 1.1 移动通信的核心技术移动通信 核心技术1G FDMA2G 时分多址（TDMA）和频分多址（FDMA）3G 码分多址（CDMA）4G 正交频分复用（OFDM）和多入多出（MIMO）从第二代移动通信开始，我们要解决移动通信的核心问题，就是让速度越来越快，从每秒几十Kbps到数百Mbps 。速度快是让信息大量、高品质传输的根本保证。然而未来的信息革命要求解决的绝不仅是速度问题，智能互联网对信息提出了更多新的要求，移动互联、智能感应、大数据和智能学习正在构建形成一个新的体系，，这个过程中，对于网络就提出了完全不同于过去的新要求。5G 就是应智能互联网而生的。1.1.2 5G 的场景与技术需求如图 1.2 所示，未来 5G 将广泛应用于人们的生活、工作、学习、社交和休闲娱乐
称为机会频谱运营商（OPOP）的第一种 SO 类型管理一OSAB 的 FBs，这段 FBs 主要分配给 PUs。此外，OPOP 允许 SUs 在只要它们不影响 PUs 活动。第二种 SO 类型称为专用频谱运营商（E带宽等于ESAB 的 FBs 出租给 SUs 专用。这两个 SOs 分别设定每单位OSAP ，这些价格必须由 SUs 支付才能接入相应的 FBs。种 SO 类型能够同时向 SU 提供 ESA 和 OSA；因此，它被称为混。HOP 管理等于HB 的总带宽并提供总数 M 个 PUs。HOP 将部分HB （即位带宽的价格HESAP 租赁给 SUs 专用。因此，当带宽等于HOSA H B = B B受到限制。SUs 也可以机会地接入HOSAB 频谱，只要它们不干扰 PUs。提供给 SUs 的频谱接入类型，出现两种情况。在情景 I 中，如图 3. OPOP 提供对多个 SUs 的频谱接入。景 II 中，如图 3.2 所示，SUs 由主要服务于 PUs 的混合频谱运营商网络参数列于表 3.1 中。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
【图文】：
图 1.1 移动通信的发展史移动通信系统的每次发展，都以标志性的技术革新为支撑，见表 1.1。表 1.1 移动通信的核心技术移动通信 核心技术1G FDMA2G 时分多址（TDMA）和频分多址（FDMA）3G 码分多址（CDMA）4G 正交频分复用（OFDM）和多入多出（MIMO）从第二代移动通信开始，我们要解决移动通信的核心问题，就是让速度越来越快，从每秒几十Kbps到数百Mbps 。速度快是让信息大量、高品质传输的根本保证。然而未来的信息革命要求解决的绝不仅是速度问题，智能互联网对信息提出了更多新的要求，移动互联、智能感应、大数据和智能学习正在构建形成一个新的体系，，这个过程中，对于网络就提出了完全不同于过去的新要求。5G 就是应智能互联网而生的。1.1.2 5G 的场景与技术需求如图 1.2 所示，未来 5G 将广泛应用于人们的生活、工作、学习、社交和休闲娱乐
称为机会频谱运营商（OPOP）的第一种 SO 类型管理一OSAB 的 FBs，这段 FBs 主要分配给 PUs。此外，OPOP 允许 SUs 在只要它们不影响 PUs 活动。第二种 SO 类型称为专用频谱运营商（E带宽等于ESAB 的 FBs 出租给 SUs 专用。这两个 SOs 分别设定每单位OSAP ，这些价格必须由 SUs 支付才能接入相应的 FBs。种 SO 类型能够同时向 SU 提供 ESA 和 OSA；因此，它被称为混。HOP 管理等于HB 的总带宽并提供总数 M 个 PUs。HOP 将部分HB （即位带宽的价格HESAP 租赁给 SUs 专用。因此，当带宽等于HOSA H B = B B受到限制。SUs 也可以机会地接入HOSAB 频谱，只要它们不干扰 PUs。提供给 SUs 的频谱接入类型，出现两种情况。在情景 I 中，如图 3. OPOP 提供对多个 SUs 的频谱接入。景 II 中，如图 3.2 所示，SUs 由主要服务于 PUs 的混合频谱运营商网络参数列于表 3.1 中。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
【参考文献】
相关期刊论文 前6条
1 田忠驿;;5G全双工技术浅析[J];移动通信;2015年15期
2 本刊讯;;IMT-2020(5G)推进组发布5G技术白皮书[J];中国无线电;2015年05期
3 成思s
本文编号：2696516
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