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Survey of outdoor and indoor architecture design in tvws networks

The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications 2017年第6期24卷 24-38页

作者： Yang Jingmin Zhang Wenjie Zou Fumin School of Computer Sciences Minnan Normal University The Key Laboratory for Automotive Electronics and Electric Drive of Fujian Province Fujian University of Technology

To understand the utilizability of TV white spaces （tvws）, a comprehensive overview of the outdoor and indoor network design over tvws is given. The related challenges are analyzed. The potential approaches to overcoming these challenges are discussed. The open research issues are investigated. The result shows that： in the indoor scenario, the white space ratio is on average 18.4% higher than that in the outdoor scenario, which corresponds to 7.7 vacant TV channels. Both network design includes 7 key components： TV spectrum identification, access point （AP） discovery, AP association, spectrum allocation, band width adaptation, interface control and disruption handling. Due to building penetration loss, the indoor tvws identification and AP placement should be carefully considered in the indoor scenario.

关键词： tvws network design identification access point discovery spectrum allocation

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异构认知网络中的资源分配及干扰管理研究

异构认知网络中的资源分配及干扰管理研究

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作者：陶鑫浙江大学

学位级别：硕士

随着无线网络技术的发展和4G标准化工作的推进,无线异构网及小蜂窝技术也受到了产业界的广泛关注。由于近年来移动互联网的兴起及大数据时代的到来,现有的蜂窝网络远远不能满足日益激增的数据量要求。而以家庭基站蜂窝为代表的小蜂窝技... 详细信息

随着无线网络技术的发展和4G标准化工作的推进,无线异构网及小蜂窝技术也受到了产业界的广泛关注。由于近年来移动互联网的兴起及大数据时代的到来,现有的蜂窝网络远远不能满足日益激增的数据量要求。而以家庭基站蜂窝为代表的小蜂窝技术不仅可以提高频谱利用率,而且能够提高能量利用率,可以大大缓解蜂窝网的流量压力,从而能够实现随时随地高速的无线网络接入。因而,基于认知无线电的异构网络已经成为无线网络通信的发展方向。论文首先阐述了异构认知网络面临的严峻干扰问题,并分析了电视频段白色空间在干扰管理方面的研究发展。同时,针对资源分配及干扰管理在异构认知网络中的研究现状进行了全面的调研、对比和和分析,并结合认知无线电技术,提出了可行的研究方向。论文提出了在认知无线网络中基于位置的功率控制算法,根据次用户的移动位置的不同,实时调整各次用户功率分配的大小,从而将利用电视频段白色空间的次用户对授权系统用户造成的干扰最小化。此外,为了解决由家庭基站蜂窝和宏蜂窝等授权系统构成的无线异构网络中的干扰问题,论文将功率分配的思路与匈牙利算法等相结合,并充分利用认知无线电技术,提出了两层网络中同时解决同层干扰及跨层干扰的资源分配方案,对无线异构网中的干扰管理研究提供了一个可行的方向。论文的最后总结了本课题的研究思路及方法,并分析了其他解决异构认知网络中干扰管理问题的潜在研究方向和趋势。

关键词：家庭基站蜂窝无线异构网认知无线电 tvws 干扰管理资源分配匈牙利算法功率控制

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基于认知无线电的TD-LTE系统频谱聚合算法研究

基于认知无线电的TD-LTE系统频谱聚合算法研究

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作者：李晓明北京邮电大学

学位级别：硕士

随着模拟式电视广播系统逐渐过渡到数字式系统,大量的频谱资源闲置出来,即所谓的tvws (TV White Space)。FCC (Federal Communications Commission)2010年发布的规则建议其他宽带无线设备作为次级系统使用这部分资源。LTE(Long Term Evo... 详细信息

随着模拟式电视广播系统逐渐过渡到数字式系统,大量的频谱资源闲置出来,即所谓的tvws (TV White Space)。FCC (Federal Communications Commission)2010年发布的规则建议其他宽带无线设备作为次级系统使用这部分资源。LTE(Long Term Evolution)为了支持更加丰富的业务模式,需要越来越多的无线频谱资源。LTE作为次级系统,可以利用认知无线电技术实现在不干扰DTV系统的前提下使用VWS资源。TD-LTE系统上下行链路共享同一频谱资源,因此相比于FDD-LTE系统更加适用于使用有限的tvws资源。tvws频谱资源在频域上是离散的,必须使用频谱聚合技术(Spectrum Aggregation, SA)把几个不相邻的频谱段聚合到一起作为一个信道使用。因此研究认知TD-LTE系统利用tvws资源的频谱聚合技术具有重要意义。本论文的课题来源于国家重大科技专项《TD-LTE系统中的认知无线电技术研究与验证》(课题编号：2012ZX03003006)。论文对相关的理论,如认知无线电技术、tvws. TD-LTE及Femtocell、频谱聚合技术及其研究现状和主要问题进行了总结分析。本文的创新工作主要体现在以下两个方面：现有的频谱聚合算法都假设不同次级设备在所有的空白频谱碎片上都有严格的共道干扰,因而都采用严格正交化的方式分配空白频谱,这会使有限的空白频谱资源得不到充分的利用。针对Femtocell网络中FBS (Femto Base Station)间的共道干扰关系是不均匀的这一场景,提出一种基于数据库辅助的频谱聚合算法。首先,在网络中引入中心控制实体,采用数据库辅助的认知方式获得多个FBS间的干扰关系。然后,采用图着色理论基于频谱聚合技术构建出系统模型和优化模型。最后提出了求解优化问题的“标记—着色”策略及算法的执行步骤。仿真表明相比于传统方法该算法充分利用了不均匀的干扰关系提高了频谱利用率。现有的频谱聚合算法都以最大化频谱效率为目的而只考虑一个周期内的频谱聚合和分配问题。这会导致周期间频繁的频谱切换而带来很大的控制开销。针对这一问题,论文提出了一种最小化频谱切换次数的频谱聚合算法。首先,利用ON-OFF信源模型和交替更新过程构建系统模型和优化模型。接着,利用交替更新理论推导频谱聚合区域的频谱切换概率。最后,介绍了所提频谱聚合算法的执行步骤。仿真表明相比于传统方法该算法在保证系统接入性能的同时有效地减少了周期间的频谱切换次数。

关键词： tvws 认知无线电 TD-LTE 频谱聚合数据库结构频谱切换

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