频谱池化系统的频谱效率

本文探讨了利用认知无线电复用本地未用频谱以增加系统总容量的构想。我们考虑了一个多频带/宽带系统，其中主用户和认知用户希望与不同的接收机通信，受限于相互干扰，并假设每个用户仅通过适当的感知知晓其自身信道和未用频谱。所提方案的基本思想基于频谱池化（spectrum pooling）概念。其思路十分简单：认知无线电监听信道，若感知为空闲，则在空隙期间进行传输。结果表明，尽管该方案简单，但在频谱效率和可能的成对认知通信最大数量方面展现出了非常有趣的特性。我们施加了用户通过自私注水（selfish water filling）在可用频带上依次传输的约束。我们的研究首次量化了与经典无线电系统相比，使用频谱池化在频谱效率方面可实现的渐近增益（相对于频带）。随后，我们推导了此类频谱池化系统的总频谱效率以及可能的成对通信最大数量。