頻譜共享(S PECTRUM S HARING )

無線通道的共享性需要感知用戶間在傳輸上的合作，在這方面，頻譜共享應

„ 集中式頻譜共享(Centralized spectrum sharing)：

集中式頻譜共享的頻譜分配及存取過程完全受到中央實體(central entity)所

„ 分散式頻譜共享(Distributed spectrum sharing)：

分散式頻譜共享的頻譜分配及存取過程是根據當地或當時的政策，由各個節

頻譜分配行為模式可以分成協力頻譜共享與非協力頻譜共享。

„ 協力頻譜共享(Cooperative spectrum sharing)：

協力頻譜共享方法是先收集每一節點的干擾測量，然後考慮某一節點對其他 節點在通訊上所造成的效應。協力頻譜共享方案採用一個一般共同的技術，就是 組織成組一同分享當地的干擾資訊。這種本地化的運作在集中化與分散式頻譜分 享方案之間取得一個有效的平衡。

„ 非協力頻譜共享(Non-cooperative spectrum sharing)：

非協力頻譜共享方法就是在菲合作的情形下只考慮單一節點的影響，而在其 他感知無線電節點的干擾則不考慮，所以非協力頻譜共享方案可能會造成較低的 頻譜使用率，然而，非協力頻譜共享方法並不需要跟鄰近節點有頻繁的訊息交換。

協力方式一般優於非協力方式，並且接近全域最佳值(global optimum)。而 且，協力技術可以導致某種公平程度並改善傳輸容量；另一方面，非協力方式的 性能減低一般都會跟少量地訊息交換及低能量消耗互為補償。

（3）頻譜存取技術：

„ 上疊頻譜共享(Overlay spectrum sharing)：

上疊頻譜共享是指節點可以存取未被執照用戶使用的部份頻譜，這種方式對 主要網路所造成的干擾是最低的。

„ 下疊頻譜共享(Underlay spectrum sharing)：

下疊頻譜共享是指感知用戶利用展頻技術進行資訊傳輸，因此執照用戶會將 感知用戶的干擾視為雜訊，只要此雜訊在主要用戶的容忍範圍內即可。

下疊頻譜共享技術可以使用較多的頻寬，代價則是複雜度較高。面對這種權 衡關係，感知無線電網路的頻譜存取技術會將這兩種技術一起考慮，形成混合型 的技術來解決存取的問題。

（4）頻譜共享範圍：

頻譜共享範圍的方案在感知無線電網路中有兩種，分別是內部網路頻譜共享 (intranetwork spectrum sharing)及跨網路頻譜共享(internetwork spectrum sharing)

„ 內部網路頻譜共享(Intranetwork spectrum sharing)：

這些解決方案著重於一個感知無線電網路各實體之間的頻譜分配，如圖六所 示。因此，一個感知無線電網路的用戶嘗試在不造成主要用戶的干擾前提下去存 取可用的頻譜。內部網路頻譜共享引起了過去無線通訊系統從來沒想過的獨特挑

戰。

„ 跨網路頻譜共享(Internetwork spectrum sharing)：

感知無線電架構讓多個系統可以配置在重疊的位置及頻譜上，如圖六所示，

截至目前為止，多個共存感知無線電網路的頻譜共享方式讓某些經營者政策對頻 譜共享這個概念有更寬廣的視野。

圖六：感知無線電網路的內部網路頻譜共享以及跨網路頻譜共享

（5）頻譜共享之未來挑戰：

頻譜共享有許多開放的研究議題，分別討論如下：

„ 共同控制通道(Common control channel)：

共同控制通道可以促進許多頻譜共享的功能，然而，當主要用戶進入一個通 道的時候，感知網路必須將此通道空出來，因此，一個固定的共同控制通道是不 可行的。此外，在感知網路中，所有感知用戶共同擁有一個通道，而這個通道特 性取決於網路架構及時間的變化，因此，不是必須設計共同控制通道緩和技術，

就是一個本地共同控制通道讓各節點成組來使用。

„ 動態無線電範圍(Dynamic radio range)：

無線電範圍跟其操作頻率是相互依賴的，因此，鄰接的各個節點會因為操作 頻率的改變而有所不同，到目前為止，還沒有相關的研究來討論這個重要的議 題，所以，有頻率感知的頻譜分享技術是值得討論的。

„ 頻譜單位(Spectrum unit)：

幾乎所有頻譜決策及頻譜共享技術的研究都是考慮一個通道為基本的頻譜

單位，因此，一個通道就是一個頻譜單位的定義在發展演算法中是相當重要的。

„ 位置資訊(Location information)：

目前的研究都有一個重要的假設，就是感知用戶（次要用戶）知道主要用戶 的位置及發射功率，如此干擾的計算才能比較容易得到，然而，在感知無線電網 路中，這個假設可能不會一直是正確的。