認知無線網(wǎng)絡中基于協(xié)作的資源優(yōu)化研究.pdf

1、隨著無線通信技術的快速發(fā)展，無線頻譜資源被不斷授權給各種不同的通信系統(tǒng)使用，有限的頻譜資源和固態(tài)的頻譜分配策略使得無線通信服務不得不面臨發(fā)展的瓶頸。認知無線電技術和協(xié)作通信技術，作為當下解決頻譜資源利用率低的熱門技術，受到國內外通信學者的關注。然而現(xiàn)有許多基于認知無線電和協(xié)作通信的研究都是在授權用戶直傳信道較好可以容納認知用戶干擾的情況下進行的，且不考慮認知用戶服務質量的保障問題。而在現(xiàn)實生活中，認知用戶接入授權用戶頻譜后，針對不同業(yè)務

2、需求和傳輸任務，存在一定的傳輸速率要求，例如多媒體應用等。
　　針對以上兩個問題，本文研究了當授權用戶直傳信道較差，達不到授權用戶目標速率時，認知用戶如何利用協(xié)作方式幫助授權用戶達到目標速率；作為回報，認知用戶能夠接入授權用戶的頻譜傳輸自身信息，并達到認知用戶所需的目標速率，進一步提高頻譜資源的利用率。研究過程中，本文將信息傳遞過程分為兩個時隙，第一個時隙授權用戶使用頻譜廣播授權用戶信息；第二個時隙認知用戶接入授權用戶的頻譜進行協(xié)

3、作通信，并通過合理分配時間、帶寬、功率三種資源，實現(xiàn)授權用戶和認知用戶總的傳輸速率最大化。
　　本文共提出了三種不同的基于協(xié)作的頻譜接入方法。在基于功率優(yōu)化的頻譜接入方法中，認知用戶利用一部分功率轉發(fā)授權用戶信息，幫助授權用戶達到目標速率；然后利用剩余功率發(fā)送認知用戶信息并達到認知用戶目標速率。在基于時間和功率聯(lián)合優(yōu)化的頻譜接入方法中，在優(yōu)化認知用戶發(fā)送授權用戶和認知用戶信息的功率分配系數(shù)的基礎上，進一步控制認知用戶接入授權用戶頻

4、譜的時間，提高授權用戶和認知用戶總的傳輸速率。但是在這兩種頻譜接入方法中，授權用戶和認知用戶之間始終存在一定的干擾，雙方的性能都有所影響。因此本文提出了第三種具有抗干擾特性的頻譜接入方法，即基于帶寬和功率優(yōu)化的頻譜接入方法。該方法中，認知用戶接入授權用戶頻譜后，使用不同的帶寬分別傳輸授權用戶和認知用戶信息，并合理優(yōu)化發(fā)送授權用戶和認知用戶信息的功率系數(shù)。由于信息傳輸所利用帶寬不同，因此可以徹底解決授權用戶和認知用戶之間的干擾問題，進一步