research

プライマリシステムの干渉制限を考慮した周波数共用のためのリソース割り当てに関する研究

Abstract

In wireless communications, the improvement of spectral efficiency isrequired due to the shortage of frequency resource. As an effectivesolution, spectrum sharing has been attracted attention. A cognitiveradio is promising technology for realization of spectrum sharing. Inthe spectrum sharing, cognitive user (secondary user) has to protectlicensed user (primary user) according to the interference constraint.However, conventional metric of interference constraint cannot avoidlarge performance degradation in primary system with widely rangeof Signal to Noise Ratio (SNR) such as a cellular system. Additionally,conventional interference constraints do not considers schedulingbehavior in cellular system. In order to solve these problems, thispaper proposes novel metric of the interference constraint whichsupports the widely SNR region of the primary system, so calledcapacity conservation ratio (CCR). The CCR is defined as the ratio ofthe capacity of the Primary receiver without interference from thesecondary transmitter, to the decreased primary capacity due tointerference. Proposed interference constraint based on CCR canprotect primary capacities over the widely SNR region. In addition,scheduling behavior of the primary system can be protected by usingproposed interference constraint. In addition, we propose transmitpower control schemes: exact and simplified power control. The exactpower control can satisfy requirement of interference constraintwithout large margin; however, transmit power cannot be derivewithout numerical analysis. In contrast, transmit power isclosed-form solution in the simplified power control with satisfyingthe interference constraint. Finally, this thesis proposes the resourcescheduling under the interference constraint. Proposed schedulingachieves the high throughput and high user fairness in the secondarysystem without increasing feedback information compared withconventional algorithm.現在、無線通信において周波数リソース不足が深刻な問題となっており、抜本的な対策技術としてコグニティブ周波数共用が注目されている。本論文では、周波数共用において既存システムの周波数帯を他システム(2 次システム)が二次利用するために干渉制限指標及びリソース割り当てに関する研究を行った。一つ目の研究では、既存システムに与える与干渉状態の評価指標について提案を行い,幅広い通信品質の既存システムを保護可能な干渉制限について評価を行った.評価ではシステムのリンクが静的モデルおよび動的なリソース配分で変更される動的モデルを用いた.二つ目の研究では,その干渉制限達成可能な送信電力制御の検討を行った。送信電力制御を行う際に,外部からチャネル情報の一部のみが得られると仮定し,確率的に変動するフェージング要素について所望のアウテージ確率を満足できるように数値解析を行い,厳密設計および簡易設計について提案を行った.三つ目の研究では、既存システムが複数端末に対して無線リソースをスケジューリングするモデルへと拡張し,2 次システムが干渉を回避しつつ,効率的リソース割り当てに関する検討を行った。電気通信大学201

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