基于雙向協(xié)作的頻譜接入方法研究.pdf

1、隨著科技的快速發(fā)展，無(wú)線通信已經(jīng)廣泛滲透在人們的日常生活，不僅提高了人們的工作效率，也為人們休閑娛樂(lè)的開(kāi)展提供了便利。為了更好地保證無(wú)線通信業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，建設(shè)更高傳輸速率和更高頻譜利用率的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)疑是當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。
　　認(rèn)知無(wú)線電(Cognitive Radio，CR)技術(shù)通過(guò)共享無(wú)線頻譜資源，能有效提高系統(tǒng)頻譜利用率。此外，協(xié)作通信技術(shù)憑借其信道分集增益，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線通信信道容量的增加，提高了信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴＿@兩種

2、技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。然而，目前無(wú)線通信半雙工的工作模式使得單向協(xié)作方式存在固有頻率損失問(wèn)題。本論文在認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)和協(xié)作通信技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)上引入雙向協(xié)作方式，圍繞系統(tǒng)中主用戶(Primary User, PU)與認(rèn)知用戶(Secondary User, SU)之間的干擾問(wèn)題以及認(rèn)知用戶傳輸性能優(yōu)化問(wèn)題展開(kāi)研究，主要工作和成果如下:
　　1、在無(wú)線認(rèn)知雙向協(xié)作系統(tǒng)模型中，提出了基于功率分配的雙向協(xié)作頻譜接入方法。通過(guò)采用

3、解碼轉(zhuǎn)發(fā)（Decode-and-Forward，DF）中繼模式，認(rèn)知用戶利用一部分功率幫助主用戶發(fā)送信號(hào)，利用剩余功率發(fā)送自己的信號(hào)，在保證主用戶達(dá)到目標(biāo)速率的條件下最大化認(rèn)知用戶自身的傳輸速率。仿真結(jié)果表明，與直傳通信和基于固定功率分配的雙向協(xié)作頻譜接入方法相比，該方法在改善主用戶的通信性能方面具有更好的自適應(yīng)性，且能幫助認(rèn)知用戶獲得更大的傳輸速率。
　　2、為了進(jìn)一步解決基于功率分配的雙向協(xié)作頻譜接入方法中主用戶與認(rèn)知用戶之間

4、互相干擾問(wèn)題，我們提出了兩種基于時(shí)間和帶寬分配的雙向協(xié)作頻譜接入方法。在所提方法中，通過(guò)對(duì)時(shí)間和帶寬優(yōu)化，一方面，利用不同的帶寬發(fā)送主用戶信息和認(rèn)知用戶信息，消除了主用戶與認(rèn)知用戶之間的干擾;另一方面，在滿足主用戶達(dá)到目標(biāo)速率的條件下，為認(rèn)知用戶留出更多傳輸時(shí)間，使得認(rèn)知用戶能夠獲得更大的傳輸速率。仿真結(jié)果表明，我們所提的兩種頻譜接入方法不僅彌補(bǔ)了基于功率分配的雙向協(xié)作頻譜接入方法存在干擾問(wèn)題的不足，而且能讓認(rèn)知用戶獲得更寬的頻譜接入范