認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)中斷性能及功率分配技術(shù)研究.pdf

1、近年來，移動通信事業(yè)蓬勃發(fā)展使得電子信息社會化程度越來越高，人們對數(shù)據(jù)的傳輸速率以及服務(wù)質(zhì)量等方面的要求也越來越高。更高覆蓋率、高速率、高服務(wù)質(zhì)量、低成本、低功耗已經(jīng)成為未來無線通信系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢。然而，頻譜資源的稀缺性和有限性以及無線傳輸環(huán)境的不確定性與時變性嚴(yán)重制約了未來無線通信技術(shù)的發(fā)展。認(rèn)知無線電(CR)技術(shù)的提出提高了頻譜利用率，解決了當(dāng)前頻譜緊缺問題。同時，作為新一代的協(xié)同通信技術(shù)，雙向中繼已經(jīng)成為當(dāng)前無線通信系統(tǒng)中的研究

2、熱點，借助于物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，雙向中繼系統(tǒng)吞吐性能和頻譜利用率得到了進(jìn)一步地提高。本論文針對利用模擬網(wǎng)絡(luò)編碼（ANC）技術(shù)的認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)展開了分析，對特定的場景進(jìn)行了系統(tǒng)地研究，提出了幾種優(yōu)化功率分配策略并進(jìn)行了理論分析與計算機(jī)仿真驗證。本論文的主要研究成果如下：
　　1.在CR網(wǎng)絡(luò)場景下，針對傳統(tǒng)的雙向中繼系統(tǒng)，引入了ANC技術(shù)并進(jìn)行了研究。在瑞利衰落信道環(huán)境下，充分考慮授權(quán)用戶與未授權(quán)用戶之間的干擾，對該經(jīng)典場景進(jìn)行了系

3、統(tǒng)分析，同時，對該認(rèn)知雙向中繼網(wǎng)絡(luò)中斷性能進(jìn)行了研究，推導(dǎo)出了其在理想信道估計條件下和非理想信道估計條件下的單向傳輸中斷概率的近似表達(dá)式，并通過仿真驗證了推導(dǎo)與分析的正確性。
　　2.針對認(rèn)知場景下利用ANC的雙向中繼系統(tǒng)，為了保證授權(quán)用戶和非授權(quán)用戶的服務(wù)質(zhì)量，針對該特定的場景提出了兩種具體的功率分配方案：
　　（1）在對稱傳輸速率要求下，提出了基于最小化最大單向傳輸中斷概率的功率分配方案，在理想信道估計條件下給出了該方案

4、的閉式解表達(dá)式；在非理想信道估計條件，采用一維精確搜索的方法實現(xiàn)了優(yōu)化功率分配。仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的等功率分配（EPA）方案相比，提出的功率分配方案有效地提高了未授權(quán)用戶的中斷性能。
　　（2）在非對稱傳輸速率要求下，針對理想信道估計情況提出了最大化成功傳輸比特和速率的功率分配方案，并給出了最優(yōu)功率分配方案的閉式解表達(dá)式。在非理想信道估計情況下，分析了信道估計誤差對所提出功率分配方案的性能影響。仿真表明，與傳統(tǒng)的EPA方案相比，