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无线通信事业正在快速发展,频谱资源出现日益紧缺的局面。传统的固定式频谱分配政策已成为无线通信事业向前发展的瓶颈,它将特定频段分配给一个用户使用,“独占”的授权工作方式不允许非授权用户使用空闲频段,导致某些时段和地区频谱空闲,频谱利用率较低。认知无线电的提出有效地解决了这个问题,非授权用户通过使用该技术共享授权系统的频谱资源,为新技术提供了频谱资源的支持,有效地保证了通信可靠性以及降低了网络部署时间。动态频谱接入作为认知无线电的关键技术,受到众多学者的广泛关注。一个有效的频谱接入策略将能帮助非授权用户更充分地利用频谱资源,减少对授权用户的干扰,进一步提升认知系统的性能增益。 本文针对认知无线电中的动态频谱接入技术进行了深入研究。首先介绍了认知无线电的研究背景、意义及国内外研究现状,随后总结了动态频谱接入技术的分类、优缺点和研究方法,并阐述了其面临的挑战。接下来,针对分析得到的频谱接入模型中部分状态不存在稳态概率导致无法求得系统性能参数的问题,采用马尔科夫理论重新建立了频谱接入模型,并利用矩阵几何理论和事件调度法得到衡量认知系统性能的重要指标。在此基础上,进一步对频谱接入策略进行优化,给出了不同业务类型的频谱接入策略评价标准。由于感知结果无法做到完全准确,一个最优的频谱接入策略应考虑不完美的感知结果。接下来简要介绍了几种常见的频谱感知方法及其优缺点,并采用能量检测算法求得衡量感知精度的指标。结合频谱感知对频谱接入策略进行建模和理论分析,通过仿真试验查看不完美感知环境下频谱接入策略的性能,并证实了频谱接入技术的研究应该考虑频谱感知精确度的影响。最后,为最大限度地支持认知用户的通信,在不完美感知条件下提出了一种适应性带宽的频谱接入策略。认知用户通过使用OFDMA技术可以接入非连续的频带,根据已分配频谱的情况动态选择适合的频带,随之评估认知用户的服务等级。通过与固定式频谱接入策略进行对比实验,结果表明所提的接入策略能有效提高认知系统的服务质量,最大限度地提高认知系统业务量。