频谱共享技术在应急通信中应用研究

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随着无线通信业务的不断增长,无线网络的频谱资源越来越紧缺。目前部署的无线应急网络与商用蜂窝网络都面临类似的问题,即低的频谱利用效率。由于多个无线应急网络可能共享有限的频谱资源,各资源块将具有更高的碰撞机率。这需要我们在物理层和媒介接入层考虑新的频谱分配技术。本文的主要工作是把最新发展的频谱共享技术与特定的无线应急通信相结合。在本文的第二章,我们先简述了应急通信系统的概念、特点及其所涉及的新技术,在随后的第三、四章我们针对基于OFDMA的资源共享问题,重点研究了低复杂度的静态和半静态子载波分配技术。针对静态资源分配频谱利用率低的问题,本文提出了一种半静态的子载波频谱分配方案,通过引入一种泊松评判机制来控制不同系统接入频谱共享区的概率,降低系统间的互干扰,从而提高系统总的传输速率。首先分析了一个主用户和一个次用户的简单场景,从网络场景、信号模型以及信号干扰比这3个角度进行阐述,接着给出了这种半静态子载波分配策略的算法流程,最后在此基础上给出仿真参数并进行了仿真,仿真结果表明这种频谱分配方案能有效提高系统频谱效率,而且避免了主、次用户由于直接碰撞而导致系统的速率急剧下降,保证了系统的稳定性。基于多个次用户的场景,我们研究了多个次用户场景下的次用户调度。其次,分析了将这种半静态的资源分配与当前经典的分组调度算法-轮询、最大载干比、比例公平调度算法相结合的方案,然后给出了仿真参数并进行了仿真。仿真结果表明,这种资源分配策略可有效实现多系统间的频谱共享,提高系统总的传输速率。
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