（电磁场与微波技术专业论文）认知无线电网络中的功率控制研究.pdf

重庆邮电大学硕士论文第一章绪论 电。这种交互包括主动协商、与其它频谱使用者通信或者被动感知并决定无线电 的使用【6 】。 1 2 2 认知无线电具备的功能 要使认知无线电具有支持智能、高效的动态频谱接入能力，需具备以下四方 面功能： ( 1 ) 频谱感知：频谱感知的目的是通过周期地感知目标频带来确定频谱的状态 以及授权用户的工作状态。特别地，认知无线电收发信机可以检测出未使用的频 谱空洞( 例如，频带，位置，时间) ，并且在不干扰授权用户的传输下接入该频谱 空洞。 频谱感知要么是集中式的要么是分布式的。在集中式频谱感知中，感知控制 器( 例如，接入点或基站) 感知目标频带，并且将获得信息与系统中的其他节点 共享。由于所有的感知功能都由感知控制器来完成，所以集中式频谱感知减小了 用户终端的复杂性。然而，集中式频谱感知要遭受位置分集，例如感知控制器可 能无法检测出处在小区边缘的未授权用户。在分布式频谱感知中，未授权用户独 立地进行频谱感知，感知结果可由单个的认知无线电设备使用( 例如，非协作感 知) 也可与其他用户共享( 例如，协作感知) 。尽管协作频谱感知会引起额外开销， 但是频谱感知的准确性要高于非协作频谱感知。 ( 2 ) 频谱分析：从频谱感知中获得的信息用于未授权用户进行频谱接入的调度 与计划。在该种情况下，未授权用户的通信需求也被用于最优化传输参数。频谱 管理的主要部分是频谱分析与频谱的最优化。在频谱分析中，分析从频谱感知中 得到的信息以获得频谱空洞的知识( 例如，干扰估计，频谱可用时间，由于感知 错误引起的碰撞概率) 。然后，基于给定的目标要求( 例如，最大化未授权用户的 吞吐量) 以及约束条件( 例如，保持对主用户的干扰在目标门限值以下) 通过最 优化系统性能做出接入频谱的决策( 例如，频率，带宽，调制方式，传输功率， 位置，持续时间) 。 ( 3 ) 频谱接入：基于频谱分析做出频谱接入的决策以后，未授权用户可接入频 谱空洞。频谱接入是基于认知媒体接入协议m a c 来完成的，其目的是避免授权用 户与未授权用户间发生碰撞。为了使传输的数据能够被成功的接收，认知无线电 发射机与认知无线电接收机之间需要进行协商以实现同步传输。认知m a c 协议可 以建立在固定分配的m a c ( 例如，f d m a , t d m a ，c d m a ) 上也可以建立在随机接入 的m a c ( 例如，a l o h 八c s m 枞) 上。 ( 4 ) 频谱移动性管理：频谱移动性管理是关于认知用户工作频段变化的一个功 3 重庆邮电大学硕士论文第六章全文总结及未来工作展望 6 2 未来工作展望 目前，功率控制技术是认知无线电网络研究中的热点之一，尽管已经进行做 了大量的研究，但依然有许多问题有待研究： ( 1 ) 当前的所作工作主要是基于频谱共享模型展开研究的，如果能把当前工作 扩展到混合式频谱共享模型中，则可进一步提高频谱利用率。同时，这也对功率 控制提出了新的更高要求。 ( 2 ) 跨层设计：如果能将功率控制与其它模块联合在一起进行跨层设计( 比如