《認知網通信性能若干關鍵技術研究》是依託北京交通大學，由荊濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：認知網通信性能若干關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：荊濤
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著無線設備數量和無線寬頻套用的急速增長，頻譜資源的需求不斷增加。通過認知無線電技術，獲得可用頻譜資源，由認知無線電設備組成的認知網作為一種頻譜共享系統，能夠有效緩解頻譜資源不足問題。在這樣的背景下，如何通過改進網路拓撲、協定等條件以及更高效利用頻譜資源來提高認知網的性能是亟須解決的。主要研究內容包括：1.協作與非協作認知網容量分析，結合次級參數的影響，作為進一步網路性能研究的理論依據；2.建立多址接入時延模型和設計多比例公平CSMA/CA協定，分析並改進用戶共享資源時的網路性能；3.設計有效公平的頻譜拍賣方案和動態拍賣方案，高效、公平的分配頻譜資源，同時分析並儘可能的提高拍賣策略下的網路性能；4.合作與非合作中繼最佳化管理，通過合理的中繼選擇與資源分配（功率、頻寬等），提升網路性能（吞吐量、覆蓋範圍）。
結題摘要
隨著無線設備數量和無線寬頻套用的急速增長，頻譜資源的需求不斷增加。通過認知無線電技術，獲得可用頻譜資源，由認知無線電設備組成的認知網作為一種頻譜共享系統，能夠有效緩解頻譜資源不足問題。以此為背景，項目組主要進行了以下幾方面的工作，以期通過改進網路拓撲、協定等條件以及更高效利用頻譜資源來提高認知網的性能。具體工作如下： 1、結合中繼網路的思想，課題組針對認知無線電網路，分析了DF和AF兩種數據轉發方式下的平均可傳輸容量，推導出了非協作和協作認知無線電網路的最大平均傳輸容量。 2、針對該網路下的數據鏈路層協定進行了分析，基於合作博弈設計了相應的效用函式，引入時間公平準則的約束條件，提出了兩種MAC協定公平性改進方案，分別為G-CSMA和U-GCSMA協定，分別側重網路的公平性以及不同網路環境下的普適性問題，並在在網路規模、吞吐量、公平性和碰撞率等方面具有良好的性能。 3、將經濟學的拍賣理論套用於認知無線電網路的頻譜分配策略中，讓次級用戶有償使用初級用戶的授權頻段，進一步提升認知無線電網路的性能和實用性。解決各種複雜網路環境下的頻譜資源管理問題，而且既可以套用於集中式頻譜管理，也可以套用於分散式頻譜管理。同時，參與拍賣的用戶各自競標，與其他用戶的信息互動較少，對全局信息的依賴性較低，網路通信開銷小。依據“價高者得”這一基本原則，可實現快速分配。並且拍賣機制相對公平，所有用戶都是在一致、公開的拍賣規則下平等的參與分配過程。 4、探討了合作中繼技術，它使得可以有效地對抗無線通信中普遍存在的衰落效應，獲得空間分集增益，從而保證了通信雙方的通信質量，提高了網路的吞吐量。綜合利用認知無線電技術和中繼轉發技術在提高網路性能方面的優勢，設計了多種提高網路中頻譜利用率和抗衰落能力的綜合技術解決方案。 總而言之，課題組在認知無線電若干關鍵技術上進行了深入探討，給出了相應的解決方案。相關研究發表到諸多國際頂級會議及期刊上，並獲批了兩項發明專利。
