協作認知無線電網絡的資源分配和中繼選擇研究.pdf

1、隨著智能終端，特別是智能手機的興起，新聞信息、電子商務和網絡社交等無線應用得到了廣泛使用，人們獲得信息的途徑變得越來越多樣化，對信息的需求量變得越來越大。人們對無線通信系統(tǒng)的傳輸速率和服務質量提出了更高的要求。同時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。認知無線電(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注和研究，在該技術中認知用戶在不降低授權用戶通信質量

2、的前提下，以多種方式復用授權用戶頻譜，以此增加了認知用戶的通信機會，提高了頻譜利用率。此外，多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技術和協作通信技術(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。認知無線電和MIMO技術、協作通信技術的結合，可以進一步增加系統(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技術和協作通信技術引入認知無線電網絡，研究了協作認知無線電網絡(Cooperative cognitive radio network,CCRN)中資源分配的問題，提出了一種時域、頻域和空域資源聯合分配的協作傳輸機制，該機制利用多天線認知節(jié)點擔任中繼，通過自適應的時隙劃分與帶寬分配，對兩跳傳輸鏈路中的瓶頸予以消除，改善了授權用戶的端到端傳輸性能，并且使參與協作的認知用戶獲得了通信機會，實現了授權系統(tǒng)和認

4、知系統(tǒng)間的“雙贏”。
　　接下來，本文針對包含多個協作認知用戶的場景，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現認知用戶間的公平性；另一方面通過調整被選中繼的獎勵因子，使其獲得公平的回報。所提算法能夠改善授權與認知系統(tǒng)的數據速率，同時保證認知用戶公平地獲得回報。最后本文對協作認知無線電網絡中認知中繼的能量效率進行研究，通過將認知中繼轉發(fā)授權數據的能耗，納入認知中繼的調度權重的計算中，在損失一定數據速率和