無線通信系統中的頻譜資源占用模型研究.pdf

1、現階段無線通信系統對頻譜資源的使用已經遠遠超出了人們的預期,日漸緊缺的頻譜資源使得繼續(xù)拓展頻譜潛力變得極為困難。如何能夠合理的對頻譜資源展開使用成為了全世界關注的焦點。
　　在本文中,筆者從無線頻譜資源的占用出發(fā),對頻譜占用模型進行了全面細致的分析。對實際頻譜的分析,讓我們能夠以空口測量和頻譜感知為基礎,捕獲各類無線通信系統中授權用戶的業(yè)務參數,這種研究在很大程度上起到了對現有頻譜占用模型的梳理作用。
　　現實中的頻譜會呈現

2、出不同的頻譜使用狀態(tài),連續(xù)的時間則意味著連續(xù)的頻譜狀態(tài)轉移。對無線通信系統而言,我們假設其各狀態(tài)的駐留時間分布接近指數分布,從而引入了以馬爾可夫鏈為基礎的隱馬爾可夫模型來建模頻譜的使用狀態(tài)。
　　對于目標無線通信系統,本文首先針對典型的蜂窩移動通信系統GSM,進行了連續(xù)四天的功率譜密度空口測量。長時間的測量給了我們研究GSM下行頻段信道狀態(tài)和業(yè)務特性的機會。通過對測量功率序列使用基于隱馬爾可夫模型的高斯觀測BW算法,我們能夠成功獲

3、取GSM的信道狀態(tài)參數,在此基礎上,提取出連續(xù)時間內GSM系統授權用戶的業(yè)務特性參數。
　　接下來,本文針對另一典型無線通信系統無線局域網進行了細致的分析。本文選擇從802.11b的物理層結構開始研究,逐步分析了其數據包構成、DBPSK通信系統的性能,以及數據包業(yè)務對頻譜資源的占用情況。在這些理論基礎上,筆者用802.11b的實際空口測量數據驗證了其無線數據包與協議的一致性。通過對數據包進行逐一解調,得到了由測量數據統計出的數據包

4、業(yè)務參數。同時,根據業(yè)務源泊松發(fā)包的事實,我們證實了頻譜狀態(tài)的駐留時間是近似呈指數分布的,因此,利用隱馬爾可夫模型對頻譜狀態(tài)的估計,我們得到了與真實發(fā)包速率相符的業(yè)務參數。
　　本文驗證了隱馬爾可夫模型與無線頻譜占用模型的高度吻合性。一方面,我們利用隱馬爾可夫模型估計GSM下行鏈路的信道狀態(tài)參數集,進而提取授權用戶的業(yè)務特性參數集;另一方面,針對802.11b協議下的無線通信,我們先將相應頻段中的數據包進行解調與功率調整,再由統計