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(lái)，移動(dòng)通信事業(yè)蓬勃發(fā)展使得電子信息社會(huì)化程度越來(lái)越高，人們對(duì)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(lái)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(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì)。然而，頻譜資源的稀缺性和有限性以及無(wú)線傳輸環(huán)境的不確定性與時(shí)變性嚴(yán)重制約了未來(lái)無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展。認(rèn)知無(wú)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(wèn)題。同時(shí)，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(wú)線通信系統(tǒng)中的研究

2、熱點(diǎn)，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(duì)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(kāi)了分析，對(duì)特定的場(chǎng)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(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證。本論文的主要研究成果如下：
　　1.在CR網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下，針對(duì)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(duì)該經(jīng)典場(chǎng)景進(jìn)行了系

3、統(tǒng)分析，同時(shí)，對(duì)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(jì)條件下和非理想信道估計(jì)條件下的單向傳輸中斷概率的近似表達(dá)式，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了推導(dǎo)與分析的正確性。
　　2.針對(duì)認(rèn)知場(chǎng)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(duì)該特定的場(chǎng)景提出了兩種具體的功率分配方案：
　　（1）在對(duì)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(jì)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(jì)條件，采用一維精確搜索的方法實(shí)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。
　?。?）在非對(duì)稱傳輸速率要求下，針對(duì)理想信道估計(jì)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(jì)情況下，分析了信道估計(jì)誤差對(duì)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，