ofdm认知无线电系统中资源分配算法的研究

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1、南京邮电大学硕士研究生学位论文缩略语SSPSubset-SumProblem最大子集和问题SUSecondaryUser次用户TAATotalAdaptiveAllocation完全自适应分配UKPUnboundedKnapsackProblem无界背包问题V南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证

2、书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：_____________日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究

3、生院（筹）办理。研究生签名：____________导师签名：____________日期：_____________南京邮电大学硕士研究生学位论文绪论第一章绪论1.1引言无线通信频谱是一种有限的宝贵资源，目前主要是由国家统一管理、统一授权使用，这种静态的频谱分配方式可以有效的避免系统间的干扰，但是随着无线通信技术的迅速发展和无线业务种类的日渐丰富，同时也造成了频谱资源越来越紧张。美国联邦通信委员会（FederalCommunicationsCommission,FCC）研究报告指出频谱的使用状况极其不

4、平衡：一些频带大部分时间是空闲的，没有用户使用，而另一些频带只在某些时刻使用，而剩余[1]频带的使用则竞争非常激烈。因此寻找一种更加有效的频谱管理方式，缓解利用率低与不断增长的频谱资源需求之间的矛盾，充分利用各地区、各时间段的空闲频段，提高频谱利用率成为备受关注的问题。认知无线电（CognitiveRadio,CR）作为一种智能的无线通信技术，能够连续不断的感知周围的通信环境，对环境信息的分析和判断，然后通过无线电知识描述语言（RadioKnowledgeRepresentationLanguage,R

5、KRL）自适应调整其内部的通信参数（如发射功率、工作频率、编码方式等），以适应环境的变化。认知无线电能够智能地利用空闲频谱而不影响主用户[2,3]的使用，从而提高频谱利用率，因此这一技术被认为是解决无线频谱利用率低下问题最有前景的技术。本章剩余部分主要内容如下：1.2节首先概述了认知无线电的概念、主要关键技术；1.3节介绍了认知无线电的频谱分配模型；1.4节阐述了认知无线电系统中的无线资源管理及其特点；1.5节介绍本论文的主要研究工作。1.2认知无线电概述1.2.1认知无线电的基本概念认知无线电的概念最

6、初是JosephMitolaⅢ博士基于软件无线电技术（SoftwareDefined[4]Radio,SDR）提出的，他认为CR是SDR的扩展，以模式为基础进行有关用户和环境的推理。可以说，CR将使软件无线电从预置程序的盲目执行者变为无线电领域的智能代理，而[5]软件无线电又是实现CR的理想平台。2003年5月，FCC召开了认知无线电研讨会，FCC把任何能够自适应频谱感知，具有动态调整传输频点和相关参数能力的无线电称为认知无[6]线电。2004年3月在美国拉斯维加斯召开的认知无线电学术会议，标志着认知无

7、线电技术发展的正式起步。认知无线电的基本定义可以归纳为：认知无线电是可以感知外界通信环境的智能通信系统，认知无线电系统通过学习，不断感知外界的环境变化，并通过自适应调整其内部的通信机理来达到对环境变化的适应，这样的自适应调整一方面是为了改进系统的稳定性，1南京邮电大学硕士研究生学位论文绪论另一方面是为了提高频谱资源的利用率。1.2.2认知无线电的关键技术[7]由SimonHaykin教授提出的认知循环模型如图1.1所示，由循环模型可以看出认知无线电的一个基本的认知周期要经历三种基本过程，分别是无线传输场

8、景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，它们顺序执行，从而实现认知无线电的认知功能。[5]图1.1认知循环周期1、频谱检测技术认知无线电能够感知、学习周围的无线资源环境，检测频谱空洞，建立无线信号的特征知识库，并利用这些结果。频谱空洞是指被分配给授权用户（主用户，PrimaryUser，PU），但是在特定的时间和空间位置授权用户并未使用的频段。CR中的频谱检测包含两个方面：带内检测和带外检测。次用户(SecondaryUser