基于认知无线电的LTE系统频谱感知方法.pdf

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1、第43卷第5期电子科技大学学报Vol.43No.52014年9月JournalofUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaSep.2014基于认知无线电的LTE系统频谱感知方法左旭舟，夏玮玮，沈连丰(东南大学移动通信国家重点实验室南京210096)【摘要】提出一种认知无线电技术框架下LTE系统中femtocell的频谱感知方法。在该方法中，femtocell对上行频谱进行能量检测，通过一种两步决策的频谱感知技术，发现周围正在承载业务的macrocell用户，并进一步对

2、其承载的业务类型进行识别，根据不同的业务类型，调整感知周期，使其在femtocell取得的吞吐量和耗费的感知能量之间进行有效折中。仿真结果表明，该方法可在控制对macrocell用户的干扰和控制感知开销的情况下，提高femtocell小区的吞吐量，提高系统性能。关键词认知无线电;femtocell;能量检测;感知开销;感知周期;频谱感知;业务识别中图分类号TN923文献标志码Adoi:10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.005SpectrumSensingMethodBasedonCogniti

3、veRadioinLTESystemsZUOXu-zhou,XIAWei-wei,andSHENLian-feng(NationalMobileCommunicationsResearchLaboratory,SoutheastUniversityNanjing210096)AbstractAspectrumsensingmethodinthefemtocelloflongtimeevolution(LTE)systemisproposed.Inthismethod,thefemtocellssensetheuplinksp

4、ectrumviaenergysensinganddiscovertheactivemacrocellusersthroughtwo-stepsdecisionspectrumsensingmethod.Thefemtocellsidentifythetraffictypesoftheseactivemacrocellusersandadjustthesensingperiodaccordingtodifferenttraffictypestoimplementthetradeoffsbetweenthroughputand

5、sensingoverheadoffemtocells.Simulationresultsindicatethatthismethodcanimprovethefemtocellthroughputandsystemperformancewhentheinterferencetomacrocellusersandsensingoverheadareeffectivelycontrolled.Keywordscognitiveradio;femtocell;energysensing;sensingoverhead;sensi

6、ngperiod;spectrumsensing;trafficidentification随着无线通信的发展，频谱资源变得越来越宝在不干扰主用户的前提下应用频谱资源。贵，而传统的固定频谱资源分配方式导致大部分授频谱感知是认知无线电的最基本技术。频谱感[1]权频段的利用率很低。认知无线电(cognitiveradio，知的核心是为了帮助femtocell在不需要和macrocellCR)技术被认为是提高授权频段利用率的最有前景交互信息的情况下，获得周围MUE的频谱占用信的解决方案。在CR中，次用户通过频谱感知，在不息。已有很

7、多文献对频谱感知进行了研究。文献[3]影响主用户通信质量的情况下使用主用户暂时未使对全频谱进行扫描，目的是为了检测出被占用的频用的授权频段，提高了频谱效率。谱，但在本文的场景中，这很难精确地检测到周围在长期演进(longtimeevolution，LTE)系统中，MUE对频谱的使用情况。文献[4]研究了femtocell对为解决蜂窝网络的室内覆盖问题，毫微微小区主用户上行信号的检测方法，然而没有说明如何具[2](femtocell)被提出。Femtocell是一种小型低功耗基体确定MUE使用的下行频谱。站，通常安装在室内。在

8、宏小区(macrocell)的覆盖范对频谱感知的研究不仅局限于感知方法，还涉围内，femtocell的位置是随机分布的。采用传统的及到感知周期的优化，其目的是最大化次用户的吞集中频谱划分方式决定femtocell使用频段非常复吐量收益和减小频谱感知的能量损耗。文献[5]研究杂，且不利于控制