基于空间位置的混合频谱共享系统功率分配研究-论文.pdf

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1、第35卷第2期通信学报、，0l-35No．22014年2月Journa1onCommunicationsFebruatw2014doi：10．3969／j．issn．1000—436x．2014．02．014基于空间位置的混合频谱共享系统功率分配研究蔡艳，张晶，朱洪波(1．南京邮电大学通信与信息工程学院江苏省无线通信重点实验室，江苏南京210003：2南京邮电大学电子科学与工程学院江苏省无线通信重点实验室，江苏南京210003)摘要：针对次用户空间位置分布的随机性，提出空域混合Overlay／Und

2、erlay频谱共享模型以提高无线频谱利用率。根据次用户在不同空间位置对主用户的干扰，在主用户干扰容限约束下推导出次用户工作于Overlay状态和Underlay状态的空间区域；以最大化系统容量为准则建立认知系统功率优化分配模型，推导出次用户的最优功率分配方案，进而得到认知系统可获得的最大容量；理论和仿真结果表明，基于空问位置的混合频谱共享系统可以获得比Overlay系统更高的容量。关键词：无线通信；频谱共享；认知无线电；功率分配中图分类号：TN92文献标识码：A文章编号：1000—436X(2014

3、)02—010407PowerallocationofhybridspectrumsharingbasedonthespatiallocationCAIYan，ZHANGJing2,ZHUHong—bo(1．~KeyLaboratoryofWirelessCommunicationsofJiangsuProvince，CollegeofTelecommunicationsandInformationEngineering，NanjingUniversityofPostsandTelecommunic

4、ations，Nanjing210003，China；2．KeyLaboratoryofWirelessCommunicationsofJiangsuProvince，CollegeofElectronicScienceandEngineering，NanjingUniversityofPostsandTelecommunications，Nanjing210003，China)Abstract：Basedontherandomspatiallocationofthesecondaryuser,as

5、patialhybridspectrumsharingmodelwhichcombinesoverlaywithunderlaywasproposedtoimprovespectrumutilization．Consideringthedifferentlocationofsec—ondaryuser,theinterferencereceivedbyprimaryreceiverwasanalyzedandtheworkregionsoftheoverlayandunderlaywerededuc

6、edundertheprimaryuseraverageinterferenceconstraint．Thepowerallocationmodelwasbuiltunderthecriterionofmaximizingthesystemaverage(ergodic)capacity．Furthermore，theoptimalpowerallocationschemewasdeducedaswellasthemaximumachievablecapacityofthespatialhybrid

7、spectrumsharingsystem．Analysisandsimula—tionresultsindicatethehybridspectrumsharingsystemhashighercapacicythansingleoverlaysystem．Keywords：wirelesscommunication；spectrumsharing；cognitiveradio；powerallocation部分时问空闲，实际的频谱利用率非常低，例如，引言3GHz以下频段的频谱空白率超过60％，频

8、谱资源缺快速发展的无线通信技术为信息社会的发展带乏更多是由于现有的静态频谱管理与分配策略造成来了机遇，但是随着宽带无线应用的推广，无线频的。为此，美国联邦通信委员会fcc)提出了动态频谱资源日趋紧张，频谱资源匮乏已成为未来无线通谱共享的概念来解决无线频谱资源短缺问题。动态频信发展的制约因素。研究，表明，很多授权频段大谱共享技术允许非授权用户——次用户(secondary收稿日期：2013-02—22；修回日期：2013．06—06基金项目：国家重点基础研究发展计划C9