認(rèn)知中繼系統(tǒng)功率分配與性能分析.pdf

1、無(wú)線(xiàn)通信依賴(lài)于無(wú)線(xiàn)頻譜資源，然而隨著用戶(hù)需求的增加和大量無(wú)線(xiàn)設(shè)備的加入，目前無(wú)線(xiàn)頻譜資源已變得非常稀缺。認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電（Cognitive Radio，CR）技術(shù)不需要依托固定頻譜，通過(guò)頻譜感知技術(shù)可以獲得未被使用的授權(quán)頻段，并在不影響主用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）的前提下可以在感知頻段上通信，被認(rèn)為是解決頻譜稀缺的有效技術(shù)之一。與此同時(shí)，中繼協(xié)作（Relay Cooperation，RC）技術(shù)可以通過(guò)中繼的

2、轉(zhuǎn)發(fā)、放大作用來(lái)擴(kuò)大無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和克服無(wú)線(xiàn)信道衰落。因此將CR和RC組合，構(gòu)成認(rèn)知-中繼協(xié)作系統(tǒng)（Cognitive Relay System，CRS），其不僅具有較高的頻譜效率，而且還能擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋。但是，所有這些優(yōu)良性能的獲得要求系統(tǒng)有合理的功率分配方案，本論文將對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行研究。主要工作如下：
　　研究了基于解碼轉(zhuǎn)發(fā)（Decode-and-Forward，DF）協(xié)議的CRS功率分配問(wèn)題，提出了獨(dú)立功率分配（Independe

3、nt Power Allocation，IPA）和聯(lián)合功率分配(Joint Power Allocation，JPA)方案；同時(shí)為了提高系統(tǒng)的能量效率，通過(guò)對(duì)這兩種功率分配方案的比較分析，提出了混合 Interweave-Underlay頻譜接入方案。在該混合Interweave-Underlay頻譜接入方案中，當(dāng)主系統(tǒng)的QoS不能滿(mǎn)足時(shí)，從用戶(hù)以最大功率發(fā)送信號(hào)；當(dāng)由于很強(qiáng)的主用戶(hù)干擾，使得從用戶(hù)的QoS不能得到滿(mǎn)足時(shí)，從用戶(hù)不再發(fā)射

4、信號(hào)，發(fā)信功率為零；當(dāng)主、從系統(tǒng)的QoS同時(shí)能夠滿(mǎn)足時(shí)，主、從系統(tǒng)以Underlay模式工作。同時(shí)，還對(duì)系統(tǒng)的中斷概率和各態(tài)歷經(jīng)容量等做了分析。
　　研究了基于放大轉(zhuǎn)發(fā)（Amplify-and-Forward，AF）協(xié)議的CRS中繼增益分配，基于從系統(tǒng)接收信號(hào)平均誤碼率最小和主系統(tǒng)容量約束，應(yīng)用Lagrange乘數(shù)法，提出了中繼增益最優(yōu)化分配方案，并給出了中繼增益精確解；由于中繼增益精確解以隱函數(shù)形式給出，為了分析方便，又給出了最