基于排队模型的混合overlay/underlay频谱共享优化策略研究

为了更好地提高认知无线电网络中授权频谱的利用率,并为系统用户提供更高质量的服务,采用排队博弈理论研究了混合overlay/underlay频谱共享方式的优化策略。面向认知用户建立了传输时间服从二相阶超指数分布的排队模型,并给出排队模型稳态分布的求解方法。基于收益—支出结构,研究了可视情形下认知用户的个体最优策略及不可视情形下认知用户的纳什均衡策略。以社会收益最优及授权频谱收入最大为目标,给出了认知用户使用授权频谱的接入费用。进行数值实验,揭示了不同策略之间的内在关系,并验证了收费方案的合理性。通过将混合overlay/underlay频谱共享方式下的社会最优收益与overlay频谱共享方式和underlay频谱共享方式下的社会最优收益进行对比,进一步表明了混合overlay/underlay频谱共享方式下的社会最优策略能更加稳定且高效地利用频谱资源。

基于认知无线电的火场应急通信相关技术研究

本文首先对目前的公众通信网和专用移动通信网在森林火灾扑救过程中开展通信所存在的不足进行了分析;对采用动态频谱共享技术,利用未使用的和未充分利用的频谱资源提升认知无线电传输信道容量,满足火场应急通信需求的可行性进行了分析;而后基于先前SD-SMSE(软判决频谱调制、频谱编码)框架的研究成果,进一步完善了Overlay、Underlay和混合Overlay/Underlay波形的解析表达式,并分别对其信道容量进行了分析。结果表明采取Overlay与Underlay相结合的混合频谱共享技术,能够同时利用未充分利用的和未使用的频谱资源,最大程度提升信道容量,提高频谱利用率,达到火场应急通信目的。

认知中继网络中基于频谱感知的自适应功率控制策略

针对采用联合overlay和underlay频谱共享模式的认知中继网络,基于频谱感知结果和干扰信道条件,提出了自适应功率控制策略,从理论上分析了次用户的中断概率。通过Monte-Carlo仿真,与单一overlay或underlay频谱共享模式和固定功率控制方案下次用户的中断性能进行了比较。仿真结果表明,采用自适应功率控制方案,在相同中断概率条件下,次用户对主用户的干扰概率降低了70%~80%;在相同干扰概率条件下,次用户的中断概率降低了1~2个数量级,频谱共享性能得到了有效提高。