CIF: Small: Cognitive Spectrum Access: Fundamental Limits, Protocols, and Performance Analysis
CIF:小型:认知谱访问:基本限制、协议和性能分析
基本信息
- 批准号:1018115
- 负责人:
- 金额:$ 42.02万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2010
- 资助国家:美国
- 起止时间:2010-08-15 至 2014-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Wireless access through unlicensed spectrum is a major component for future broadband initiatives. Unfortunately, unlicensed frequency bands are congested, and existing technologies do not provide quality assurance for users with different access priorities and needs. The lack of quality of service guarantee is a key roadblock to providing multimedia content and facilitating broadband communications. There is a cogent need for technologies that provide distributed hierarchical access of unlicensed spectrum through dynamic spectrum sensing, learning, and cognitive sharing of spectrum opportunities. This research develops mathematical theory and practical methodologies for the cognitive access of wireless spectrum shared by multiple classes of users. The technical approaches of this research are based on the structural optimality of certain carrier sensing policies. The optimality and simplicity of these policies result in new practical yet optimal solutions to cognitive spectrum sharing among users from different priority classes. The overall objective is twofold. First, it aims at gaining a foundational understanding of the limits of cognitive spectrum access in hierarchical networks. In particular, it characterizes the maximum throughput and effective bandwidth regions for users for different priority classes by exploiting structures of optimal policies for cognitive sensing and access. Second, this research develops engineering practical solutions for decentralized cognitive access of shared spectrum. In particular, new multiuser sensing and access protocols are developed and tested for practical applications. Effects of fading, interference and other implementation issues are also examined. This research includes a significant education component aimed at integrating frontier research with undergraduate and graduate curricula.
通过免许可频谱进行无线接入是未来宽带计划的主要组成部分。不幸的是,非授权频段非常拥挤,现有技术无法为具有不同接入优先级和需求的用户提供质量保证。 缺乏服务质量保证是提供多媒体内容和促进宽带通信的主要障碍。 迫切需要通过动态频谱感知、学习和认知共享频谱机会来提供未授权频谱的分布式分层访问的技术。 这项研究为多类用户共享的无线频谱的认知访问开发了数学理论和实用方法。 本研究的技术方法基于某些载波侦听策略的结构优化。这些策略的最优性和简单性为来自不同优先级的用户之间的认知频谱共享带来了新的实用且最优的解决方案。 总体目标是双重的。 首先,它的目的是对分层网络中认知频谱访问的限制有一个基本的了解。 特别是,它通过利用认知感知和访问的最佳策略结构来表征不同优先级用户的最大吞吐量和有效带宽区域。 其次,这项研究开发了共享频谱的去中心化认知访问的工程实用解决方案。 特别是,针对实际应用开发并测试了新的多用户感知和访问协议。还检查了衰落、干扰和其他实施问题的影响。 这项研究包括一个重要的教育部分,旨在将前沿研究与本科生和研究生课程相结合。
项目成果
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