協(xié)作認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的資源分配和中繼選擇研究.pdf

1、隨著智能終端，特別是智能手機(jī)的興起，新聞信息、電子商務(wù)和網(wǎng)絡(luò)社交等無線應(yīng)用得到了廣泛使用，人們獲得信息的途徑變得越來越多樣化，對(duì)信息的需求量變得越來越大。人們對(duì)無線通信系統(tǒng)的傳輸速率和服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求。同時(shí)無線頻譜資源的有限性和稀缺性，使得提高頻譜利用率成為越來越緊迫的任務(wù)。認(rèn)知無線電(Cognitive Radio,CR)作為提高頻譜利用率的有效手段，自誕生以來受到了廣泛的關(guān)注和研究，在該技術(shù)中認(rèn)知用戶在不降低授權(quán)用戶通信質(zhì)量

2、的前提下，以多種方式復(fù)用授權(quán)用戶頻譜，以此增加了認(rèn)知用戶的通信機(jī)會(huì)，提高了頻譜利用率。此外，多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技術(shù)和協(xié)作通信技術(shù)(Cooperative communication,CC)可以提高系統(tǒng)容量和頻譜利用率，增加系統(tǒng)的覆蓋范圍，也成為提高頻譜利用率的重要技術(shù)。認(rèn)知無線電和MIMO技術(shù)、協(xié)作通信技術(shù)的結(jié)合，可以進(jìn)一步增加系統(tǒng)容量，提高頻譜利用率。本文的主要工作如

3、下：
　　本文首先將MIMO技術(shù)和協(xié)作通信技術(shù)引入認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)，研究了協(xié)作認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)(Cooperative cognitive radio network,CCRN)中資源分配的問題，提出了一種時(shí)域、頻域和空域資源聯(lián)合分配的協(xié)作傳輸機(jī)制，該機(jī)制利用多天線認(rèn)知節(jié)點(diǎn)擔(dān)任中繼，通過自適應(yīng)的時(shí)隙劃分與帶寬分配，對(duì)兩跳傳輸鏈路中的瓶頸予以消除，改善了授權(quán)用戶的端到端傳輸性能，并且使參與協(xié)作的認(rèn)知用戶獲得了通信機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)了授權(quán)系統(tǒng)和認(rèn)

4、知系統(tǒng)間的“雙贏”。
　　接下來，本文針對(duì)包含多個(gè)協(xié)作認(rèn)知用戶的場(chǎng)景，給出了一種考慮公平性的中繼選擇算法。該算法一方面采用比例公平的思想實(shí)現(xiàn)認(rèn)知用戶間的公平性；另一方面通過調(diào)整被選中繼的獎(jiǎng)勵(lì)因子，使其獲得公平的回報(bào)。所提算法能夠改善授權(quán)與認(rèn)知系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率，同時(shí)保證認(rèn)知用戶公平地獲得回報(bào)。最后本文對(duì)協(xié)作認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中認(rèn)知中繼的能量效率進(jìn)行研究，通過將認(rèn)知中繼轉(zhuǎn)發(fā)授權(quán)數(shù)據(jù)的能耗，納入認(rèn)知中繼的調(diào)度權(quán)重的計(jì)算中，在損失一定數(shù)據(jù)速率和