无线认知蜂窝网中下行链路资源优化分配研究

发布时间：2017-12-11 10:27

  本文关键词：无线认知蜂窝网中下行链路资源优化分配研究

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【摘要】：随着科技的进步,进621世纪后通信技术得到了很大的发展。信息时代从1G跨越式发展到4G,并且“互联网+”作为国家发展的重要战略被提上了议程。通信网络技术越来越备受关注,而频谱资源不断被划分到了各式各样的通信系统里。随着频谱资源变得稀缺,认知无线电技术应运而生。在不影响主用户(Primary User,PU)通信的前提下,认知无线电技术允许认知用户(SecondaryUser,SU)使用授权频谱。在第一章中,围绕课题研究背景和国内外研究现状,阐述了在面对频谱资源匮乏的问题下课题的研究意义。然后,本文从认知无线电网络的概念、关键技术、特征和应用前景三个方面介绍了认知无线电网络。在第二章中,针对无线认知蜂窝网下行链路资源分配进行了概述。首先,介绍了无线认知蜂窝网的体系架构及其空间模型和信道模型。在传统蜂窝网中,采用固定划分方式分割频谱,这使得频谱利用率偏低,而利用认知无线电技术动态的有约束使用授权频谱,是可以解决这一问题的。然后,介绍了无线认知蜂窝网中资源分配技术。在认知用户为单一用户时,认知用户占据了全部的可用频谱资源;而在多用户的情况下,频谱资源是在多个用户间进行分配,需要考虑各个用户公平性以及频谱的最优分配。最后,结合已发表的文献介绍并分析其下行链路资源分配的理论基础、常见方法以及现有算法。这为下文无线认知蜂窝中下行链路资源分配问题做了理论铺垫。在第三章中,认知用户为多用户情况下,不但需要考虑各个用户公平性和频谱最优分配,而且需要考虑主用户保护的问题。因而,本文介绍了一种在无线认知蜂窝网中下行链路资源分配算法:在进行子信道分配时,以认知用户的最小速率需求为约束条件,只要当认知用户达到所需求的速率,就不再给其分配子载波,这样将节省下来的子载波分配给新接入的用户使用。利用匈牙利算法基于成本的方式对子信道进行最优化分配。在子载波分配完成后,我们进行功率分配。根据子载波分配,对每个子载波利用注水算法进行功率分配,并且根据约束条件,结合功率分配的情况对算法进行改进,提高算法有效性。在第四章中,利用MATLAB仿真平台,通过四种不同的测试方案对算法性能进行分析验证。首先,从理论的角度分析了算法的复杂度。然后,根据已有文献所提出的将信道建模为ITU 一般衰落信道,并给出仿真参数。最后,针对算法的仿真结果进行了详细地分析,并验证了算法良好的性能。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN92

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