自適應(yīng)調(diào)制下基于Underlay模式的認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)的研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，無線通信技術(shù)發(fā)展蒸蒸日上，從其誕生到廣為人知到普遍被人們所使用，無線通信一直面臨著這樣一個(gè)問題—頻譜資源有限和需求爆炸式增長(zhǎng)，通俗的講就是頻譜資源供不應(yīng)求。這種現(xiàn)象從無線通信領(lǐng)域誕生一直到現(xiàn)在3G，4G技術(shù)的發(fā)展一直存在。我們可以比較通俗的描述目前無線通信網(wǎng)絡(luò)所面臨的問題：靜態(tài)的頻譜資源分配與無線網(wǎng)絡(luò)需求之間的矛盾，這是無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)最基本的也是最不易解決的矛盾。我們只有改變當(dāng)前的資源分配方案，或者采用一種更好的資源分配策

2、略，才能使得頻譜資源被合理有效的利用，緩解由于分配不合理而引發(fā)的資源緊缺問題，使得無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展暢通無阻。在認(rèn)知無線電中，為了實(shí)現(xiàn)頻譜的合理高效利用，就使得其需要主動(dòng)的去感受周圍的頻譜環(huán)境，根據(jù)感知反饋適時(shí)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。另外，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過人工智能技術(shù)這個(gè)基礎(chǔ)技術(shù)來感知周圍的無線通信環(huán)境，對(duì)環(huán)境進(jìn)行分析然后按照一定的學(xué)習(xí)方法和判決策略，自適應(yīng)的改變網(wǎng)絡(luò)的工作參數(shù)以達(dá)到對(duì)頻譜資源高效合理的利用，并且認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)可以從感知到的環(huán)境中不斷的

3、學(xué)習(xí)以滿足不斷發(fā)展的無線通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)智能化的要求。其次，協(xié)作中繼技術(shù)以其可以有效的提高信道容量而成為無線通信方向的一個(gè)熱門研究問題。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著通信的不斷普及與網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，頻譜資源出現(xiàn)了接近枯竭的現(xiàn)象，由于頻譜資源有限且不可重生，人們的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向了對(duì)現(xiàn)有資源的重新整合以提高對(duì)現(xiàn)有資源的高利用率，在此時(shí)各種新的技術(shù)如雨后春筍，最為典型的就是協(xié)作中繼與認(rèn)知無線電的結(jié)合，即本文所討論的認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)。隨著新的技術(shù)的產(chǎn)生新的問題也隨之而來，目前

4、在認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)中，主要存在以下網(wǎng)絡(luò)問題：不同于傳統(tǒng)的中繼理論，認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)主要是為了實(shí)現(xiàn)頻譜共享，這里重點(diǎn)關(guān)注的是次級(jí)用戶的通信，所以在無形中要考慮到主用戶的干擾限制；由于次級(jí)用戶要使用分配給主用戶的頻譜資源，為了不影響主用戶的通信，就需要限制次級(jí)用戶的發(fā)射功率；由于固定的頻譜分配策略使得頻譜利用率較低，所以傳統(tǒng)的中繼理論在這里就顯得力不從心。針對(duì)以上的種種問題，本文主要討論了在多個(gè)主用戶多個(gè)中繼且頻譜共享方式下，采用自適應(yīng)調(diào)制機(jī)會(huì)AF

5、中繼選擇策略時(shí)，認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)的性能。
　　本文所做的工作如下：
　　(1)考慮到次級(jí)發(fā)射機(jī)和次級(jí)接收機(jī)之間嚴(yán)重的陰影衰落，我們忽略了直接鏈路傳輸，只考慮使用中繼進(jìn)行信息的傳輸。此時(shí)系統(tǒng)中存在多個(gè)主用戶，多個(gè)中繼，次級(jí)用戶通過Underlay方式接入主用戶的頻譜，中繼選擇采用機(jī)會(huì)AF中繼選擇策略，我們重點(diǎn)研究了次級(jí)用戶端到端的中斷概率和誤碼率，并對(duì)理論分析進(jìn)行了matlab仿真。結(jié)果表明：在這種情況下，中繼和主用戶以及預(yù)定的干

6、擾門限都對(duì)中斷概率以及誤碼率有一定的影響，且中繼數(shù)目的增加使得中斷概率和誤碼率都有一定的提高。
　　(2)在直接鏈路存在情況下，由于次級(jí)接收端采用不同的接收方式時(shí)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的性能也存在著差異。此時(shí)我們討論研究了在目的節(jié)點(diǎn)采用最大比值合并(MRC)和選擇式合并時(shí)(SC)系統(tǒng)的中斷概率和誤碼率。理論和仿真結(jié)果表明在直接鏈路傳輸情況下，當(dāng)次級(jí)接收端使用最大比值合并時(shí)系統(tǒng)的性能優(yōu)于采用選擇式合并，這種性能上的優(yōu)勢(shì)完全取決于他們的工作原理。另