导　　师： 罗涛

学科专业： H1001

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 北京邮电大学

摘　　要： 作为智能交通系统的基础信息承载平台,车辆Ad-hoc网络结合全球定位系统(GPS)、传感器和无线通信等技术,通过车与车、车与路边单元之间安全或非安全信息的交互,可为人们的出行提供更加安全、高效和舒适的驾驶环境。但是,随着车载无线业务的多元化以及通信需求的爆发式增长,当大量车辆节点频繁竞争带宽有限的静态频谱时,会导致数据分组产生严重的丢包率和传输延时,从而无法保障交通安全信息传输的可靠性。基于此,论文从保障交通安全业务QoS的角度出发,借鉴认知无线电和协同通信的思想,构建了认知协同车辆无线通信网络(CC-VANET)的新框架,通过认知无线电来探寻实际系统中空闲的频谱资源,通过协作频谱共享技术来最大化频谱资源的利用率。论文将构建CC-VANET的通用系统架构,并对其关键技术进行探索性研究,提出一种基于协作负载估计的自适应认知启动机制,并重点从无线资源管理的角度出发,深入研究频谱资源的动态共享机制,尽可能提高车辆通信中无线资源的利用率。针对CC-VANET的特点,论文提出一种基于交通安全业务QoS保障的两步式频谱共享策略,其包括多认知小区间频谱分配和单认知小区内频谱共享。首先,综合考虑系统效用及权重比例公平性,论文将需求非对称的多小区间的资源分配问题构建为基于合作博弈的广义纳什议价(GNBS)模型。其次,充分考虑不同的通信负载状况以及授权用户频谱活动性对分配算法性能的影响,提出基于交通安全业务QoS保障的两段式多小区间频谱分配方案。最后,构建了基于认知协作的单小区频谱共享新模型,通过主从异构网络间及认知网络内多节点间的协作频谱共享机制,在保障授权用户正常通信的前提下,使得协作参与者均可获得一定的效用增益,进一步提高系统吞吐量以及认知车辆节点间的公平性。仿真结果表明,论文提出的基于GNBS的多认知小区间频谱资源分配方案,综合考虑了系统效用和公平性,可获得明显大于最大化最小(Max-min)方案的系统和速率,以及明显优于最大化和速率(Max-rate)方案的多认知小区间的公平性；此外,GNBS方案可以根据多小区间通信负载及频谱需求的差异性来动态调节资源分配的比例,有效地实现了需求非对称的多小区间频谱资源的最优化配置；单小区内的协作频谱共享机制,则使得协作双方均获得了优于非协作方案的系统效用,有效地提高了系统整体效用以及认知节点间的公平性。

关 键 词： 车载自组网 认知无线电 协同通信 频谱分配 频谱共享

分 类 号： [TN925]

领　　域： [电子电信] [电子电信]