公共告警系统的目的是通过已经架设的移动蜂窝网络,处理如地震、海啸和恐怖袭击等突发情况,及时而有效地为覆盖范围内的用户提供信息。公共告警系统工作的特殊性主要体现在两个方面,第一是原始网络中的基站等设施可能被损毁,其覆盖范围内的用户失去了通信的渠道,第二是通信对象的分布范围较广,系统在处理数据和传输的过程中需要兼顾接收质量和广播的有效性。因此,本论文的工作是研究基于LTE-A系统的公共告警机制并搭建系统,利用移动终端的特点提出适合的接入手段,最后对接入中存在的问题进行研究。基于LTE-A系统的公共告警系统可以分为两类,第一类是设备的升级,包括在有线网络增加必要的硬件和提高移动终端的处理能力等;第二类是技术的更新,在不改变网络结构的前提下,利用移动终端间的协作通信实现空间复用。综合考虑设计成本和可实现性,论文侧重于后者的研究,根据用户所处通信环境的不同,提出了以D2D(Device-to-Device)为基础的接入方式。针对接入过程中资源复用造成的用户间干扰问题,论文结合用户的移动性和终端的频谱感知能力,建立了改进型的接入和功率控制模型,并且通过改进的内点法求解模型。除此之外,通过区域内的Ad-hoc组网解决数量较多的一类用户群体的接入问题,并引入基于联合博弈的组网方案用于满足用户动态组网和快速收敛稳定的要求。论文最后进行了仿真计算与分析,在考虑接入过程中用户的移动性和同频干扰的情况下,应用合理的控制技术可以实现公共告警系统的建设目的。同时降低自组网的实现难度,在有限的时间和跳数内完成广播。根据仿真结果分析可知,在控制一次性接入用户数量的情况下,本文提出的数学模型允许用户二次接入,而Ad-hoc网络可以实现数据最大传输速率的50%以上的提升。