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随着移动通信技术的迅猛发展,用户对高速、高效且高质量的服务的需求也在快速提升。毫无疑问,移动通信的发展离不开无线频谱资源的高效利用。然而,随着用户数量的迅猛增长,现有的频谱使用已逐渐无法满足用户日益增长的需求,频谱使用的矛盾也日益突出:传统的固定频谱使用方式中频谱资源的利用表现出高度不均衡性,频谱没有无法得到充分利用;而其他需要频谱的用户受到各种限制导致无法使用空闲频谱,从而造成了巨大浪费。认知无线电技术(CognitiveRadio,CR)的产生,为高效利用频谱资源、满足用户需求,提供了一种新方法、新思路。
通过认知无线电技术的深入研究发现,该技术的引入,使得异构网络中的不同用户之间相互干扰,严重影响了频谱使用。另外,由于感知误差、隐藏主要用户终端等问题的存在,进一步加剧了由于认知无线电技术的引入而产生的干扰。因此,研究基于认知无线电的干扰抑制技术成为有效利用频谱资源、提高系统容量的迫切问题之一。
认知无线电系统中的干扰抑制技术包括异构网络(授权系统和认知系统)之间的干扰抑制技术和同一网络(认知网络/授权网络)内的干扰抑制技术。本文基于认知无线电技术的发展现状和关键技术,结合传统的干扰抑制技术的研究,针对认知无线电网络中授权用户和认知用户共存的问题,考虑采用认知无线电技术的蜂窝网络系统需求,重点研究基于认知无线电的干扰抑制场景和干扰抑制技术。概括来说,本文的主要内容包括:
首先,从认知无线电的定义出发,结合动态频谱管理关键技术,研究了认知无线电网络中的资源管理方法和关键技术。通过对认知无线电网络中的干扰状况的进一步分析,提出干扰抑制技术是认知无线电能否充分发挥优势的关键技术。
其次,在定性分析基于认知无线电的蜂窝网络中的干扰类型和干扰起因的基础上,建立了针对认知无线电技术的异构系统组网干扰场景,并借助数学工具,对采用认知无线电技术后的异构系统进行了干扰模型的构建。
最后,针对基于认知无线电的蜂窝网络环境下对干扰抑制的需求,为了提高频谱利用率和系统容量,本文提出了一种基于认知无线电的蜂窝网络的干扰抑制方法。该方案通过基于图论的动态功率/子信道分配,提高了系统吞吐量和频谱利用率,并使得系统中的干扰得到了有效的抑制。