认知无线电系统频谱共享技术研究

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1、万方数据公卷呈／'，大'UDC密级学位论文认知无线电系统频谱共享技术研究作者姓名：孙博指导教师：高静副教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：通信与信息系统论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月答懒△摘：刘福来评阅人：任家东宋听东北大学2014年6月万方数据AThesisinCommunicationandInformationSystemIIIIIIIIIIIIIIIIIIIltlllIIIY2994990ResearchonSpectrumSharingTechnologyinCognitiveRadioSy

2、stemsBySunBoSupervisor：AssociateProfessorGaojingNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=电思。学位论文作者签名：日期：刎仑遗，该＼J参谚i：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、。使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关

3、部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年阻／一年半口两年口学位论文作者签名：和，寸牙签字日期：pD／尹、磊砂导师签名：签字日期：为拚一加fc7f．石砧万方数据东北大学硕士学位论文摘要认知无线电系统频谱共享技术研究摘要随着人类信息社会的发展，各种无线电新型业务飞速增长，人们对于无线频谱资源的需求也越来越大。认知无线电技术可以智能地感知周围无线系统的空闲频谱，并伺机接入空闲频谱进行通信，实现了频谱资源的共享，显著地提高了频谱效率。基于博弈论的频谱共享技

4、术是目前广泛采用的频谱共享方式，通过共享策略的纳什均衡确保每个用户的效益最大化，可以有效地提高频谱资源的利用率，已经成为认知无线电领域研究的热点方向。本文深入研究了认知无线电技术的基本原理及关键技术，介绍了博弈论技术的基本原理及应用。在此基础上，给出了博弈论应用于认知无线电系统频谱共享技术的适用性分析，并分别提出基于价格的频谱共享算法和基于传输速率的频谱共享算法。传统的频谱共享算法中，频谱价格仅考虑认知用户的频谱需求量，而在实际中，频谱价格不仅与认知用户的需求量有关，还与主用户的供给量有关，同时主用户提供不同频段的频谱特性对认知用户的传输质量有很大的影响。针对这一问题，本文提出基于价格的频谱共

5、享算法，通过引入频谱供给量和频段参数，重新定义了认知用户的价格函数，反映主用户对频谱供给量的控制权以及主用户共享频谱的意愿，与传统算法相比，所提算法提高了频谱利用率，更加贴近实际的网络状况。考虑到认知无线电系统应能提供包括数据、语音等多种业务的服务，认知用户具有不同的服务质量(QualityofService，QoS)需求，特别是对于传输速率需求较高。在此基础上本文提出基于传输速率的频谱共享算法，将认知用户的传输速率作为目标函数，定义有效的效用函数，能够根据最低需求传输速率自适应地调整实际的传输速率，最大化地满足了认知用户的需求，有效地避免了频谱资源的浪费。仿真结果表明，与传统算法相比，所提算

6、法显著提高了频谱的利用率。关键词：认知无线电；频谱共享；博弈论；纳什均衡-II——万方数据ResearchonSpectrumSharinginCognitiveRadioSystemsAbstractchnologyWiththedevelopmentofthehumansociety,avarietyofnewapplicationshavebeenrapidlygrowth，increasingthedemandforradiospectrumresource．Cognitivewirelessnetworktechnologycanintelligentlysenseidlespect

7、ralbandsofthewirelesssystemaroundthem，and“opportunistic”accessidlespectrumsegmenttocommunicate，achievingthespectrumsharingandimprovingtheutilizationofradiospectrumresourceseffectively．Spectrumsharingt