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《海南大学》 2017年
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基于软频率复用的无线频谱资源分配算法

徐梓瀛  
【摘要】:由超密集异构网络、海量物联网、大规模天线阵列等技术组成的5G通信系统,将从传输速率、系统容量、网络时延、以及功耗等性能上带来巨大的提升。为了实现这些性能的提升,还有许多问题需要解决,频谱利用率就是其中关键的一点。软频率复用及动态频谱接入是对提高频谱利用率极其有效的技术:软频率复用能在空间尺度上带来系统容量的提升,动态频谱接入技术能在时间维度上改善频谱利用率。首先,基于软频率复用技术,设计了一种动态频谱复用方案。功率密度是决定软频率复用的方案是否有效、以及可以带来多大的频谱效率提升的关键因素,频率复用用户动态地影响着功率密度分布。设计了一个能反映相邻复用用户的信号强度的参数—功率控制参数k,以软频率复用小区作为实验场景,对k值与小区边缘用户信噪比及频谱效率的关系进行了仿真拟合,并将其结果应用于琼州海峡的实测数据的分析中,实验表明,通过动态调整k值,可以有效改善蜂窝小区边缘容量,从而提高频谱利用率。然后,依据动态频谱接入中垂直频谱共享和覆盖式频谱共享的原理,利用非授权用户在授权用户未接入频谱时接入其授权频段,并在授权用户接入时让出的策略,提出了一种基于软频率复用的无线频谱资源分配算法(Spectrum Resource Allocation based on Soft Frequency Reuse,SRA-SFR)。算法根据感知频段的信号功率完成对频谱的接入,接入频谱之后的发射功率由功率控制参数k控制。当发现授权用户接入时退出当前频段,重新选择新频段接入。为了测试算法的可行性,搭建了一个NIUSRP 2932构造的动态频谱接入硬件实验平台。使用LabVIEW完成了软件设计,并在室内场景进行了测试。实验结果表明该算法实现了动态频谱的高效接入,从而实现了频谱效率的提升。最后,对一种结合了时、频、空域的电磁环境信息的新型的频谱接入方案进行了展望。
【学位授予单位】:海南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.5

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