認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點(diǎn)選擇與信道分配算法研究.pdf

1、認(rèn)知無線電被認(rèn)為是緩解無線頻譜資源稀缺問題的一個(gè)行之有效的技術(shù)，在認(rèn)知無線電上發(fā)展而來的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，是目前的研究熱點(diǎn)。
　　本文針對認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的中繼選擇與信道分配問題進(jìn)行了研究，通過將該問題建模為一個(gè)三維指派問題，并使用拉格朗日松弛與次梯度算法給出了求解近似最優(yōu)值的方法，進(jìn)而得出了求解多源節(jié)點(diǎn)下的聯(lián)合中繼選擇與信道分配問題的JRSCA(Joint Relay Selection and Channel Allocation，JRSCA

2、)算法；在信道少于信源的場景中，為了兼顧網(wǎng)絡(luò)的公平性，將JRSCA算法進(jìn)行了適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展，提出了解決一類變權(quán)二維指派問題的算法，并用該算法替換 JRSCA算法中調(diào)用的Kuhn-Munkres算法，最終得到了能夠保證認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)公平性的 FJRSCA(Fair Joint Relay Selection and Channel Allocation，F(xiàn)JRSCA)算法；考慮到功率分配能夠大幅提升系統(tǒng)的吞吐量，因此本文研究了在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中只有單源節(jié)

3、點(diǎn)需要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的中繼、信道、功率聯(lián)合分配問題，給出了解決此問題的SJRCP(Single source Joint Relay，Channel and Power allocation，SJRCP)算法；另外，在得出SJRCP算法的過程中，本文給出了解決一類凸優(yōu)化問題的一個(gè)算法，該算法可以有效地解決 SJRCP中的功率分配問題以及其他類似的多載波優(yōu)化問題。與內(nèi)點(diǎn)法相比，該算法的運(yùn)行時(shí)間與迭代次數(shù)均不受問題規(guī)模的影響。
　　仿真結(jié)

4、果表明，JRSCA算法、FJRSCA算法以及SJRCP算法均優(yōu)于已知的同類算法：在多源節(jié)點(diǎn)的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中，與目前已知的同類算法 GRC(Greedy based Relay selection and Channel allocation，GRC)算法相比，JRSCA算法可以提高10％左右的吞吐量；當(dāng)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中信道數(shù)少于信源時(shí)，F(xiàn)JRSCA算法不但能在吞吐量上超出GRC算法約5%，而且可以達(dá)到比GRC算法更好的公平性；在單源節(jié)點(diǎn)的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)