無線協(xié)作傳輸及其在認知網(wǎng)絡(luò)中的應用.pdf

1、認知技術(shù)能夠極大的提高系統(tǒng)的頻譜利用率，而協(xié)作傳輸能夠提高系統(tǒng)容量，認知和協(xié)作技術(shù)已經(jīng)成為未來無線通信系統(tǒng)的兩個關(guān)鍵技術(shù)。在認知網(wǎng)絡(luò)中，應用協(xié)作傳輸技術(shù)，可充分利用了空間分集增益，提高通信性能。
　　 本文對協(xié)作通信中的關(guān)鍵技術(shù)及認知網(wǎng)絡(luò)中的中繼傳輸?shù)葐栴}進行了研究，主要成果如下：
　　 1.針對單個源節(jié)點，單個目的節(jié)點，和單個中繼節(jié)點的情況，給出一種基于自適應中繼協(xié)議的遞增中繼傳輸方案，其中只有當直接傳輸?shù)侥康墓?jié)點的接

2、收信噪比低于某一門限時，中繼節(jié)點才會參與協(xié)作傳輸。并且，如果中繼節(jié)點能夠正確接收到信息，則采用解碼中繼協(xié)議重復發(fā)送信息。否則，中繼節(jié)點采用放大中繼協(xié)議發(fā)送信息。目的節(jié)點采用最大比值合并接收信號。結(jié)果表明自適應中繼協(xié)議優(yōu)于已有的固定中繼協(xié)議。
　　 2.針對單個源節(jié)點，單個目的節(jié)點，和單個中繼節(jié)點的情況，給出一種自適應調(diào)制的遞增中繼傳輸協(xié)議，源節(jié)點和中繼節(jié)點根據(jù)中繼節(jié)點與目的節(jié)點的接收信噪比信息，自適應的選擇調(diào)制方式發(fā)送信息。分析

3、了瑞利信道中自適應調(diào)制遞增中繼傳輸?shù)闹袛喔怕屎捅忍劐e誤概率。結(jié)果表明該協(xié)議能夠提高數(shù)據(jù)通過量，優(yōu)于已有的自適應調(diào)制中繼傳輸協(xié)議。
　　 3.針對無線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中共道干擾影響中繼選擇的問題，首先給出一種選擇協(xié)作協(xié)議，目的節(jié)點采用最大比值合并，選擇合并，和混合選擇、最大比值合并。并推導了選擇協(xié)作協(xié)議在獨立不同分布瑞利信道中的中斷概率，推導了選擇協(xié)作的比特錯誤概率。接著給出了一種機會中繼選擇協(xié)議，選擇具有最大瞬時端到端信號與干擾加噪聲比

4、的中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點信息。并且在考慮直接傳輸時，目的節(jié)點分別采用選擇合并、最大比值合并，從而充分利用空間分集增益，降低了系統(tǒng)的中斷概率。所提協(xié)議不需要中繼節(jié)點之間交互信息，通過競爭的方式完成數(shù)據(jù)傳輸，節(jié)省了系統(tǒng)開銷，具有較好的實用性。
　　 4.針對認知傳輸系統(tǒng)中的中繼選擇問題，為了最小化次級用戶的中斷概率，給出一種基于門限的遞增中繼選擇協(xié)議。在該協(xié)議中，所選中繼節(jié)點產(chǎn)生的干擾小于某一門限值，并且主用戶的通信質(zhì)量不受影響。討論了

5、該遞增中繼傳輸?shù)木唧w實現(xiàn)方法，并且推導了遞增中繼傳輸中次級用戶的中斷概率。仿真結(jié)果表明，相比于直接傳輸，該協(xié)議能夠降低次級用戶的中斷概率。
　　 5.在無線網(wǎng)絡(luò)中，源節(jié)點經(jīng)常需要通過多跳中繼才能將信息傳送到目的節(jié)點。同時考慮到網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的能量是有限的，而協(xié)作分集通過不同節(jié)點之間的合作能夠節(jié)省發(fā)送功率，因此設(shè)計能夠節(jié)省發(fā)送功率的協(xié)作路由算法是非常重要的。由于在集中式算法中中心節(jié)點需要知道網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點的信息，這在大型無線網(wǎng)絡(luò)中是很

6、難實現(xiàn)的。因此，在協(xié)作傳輸最優(yōu)功率分配的基礎(chǔ)上，提出了兩種分布式協(xié)作路由和功率分配算法，分布式分離路由和功率分配算法與分布式聯(lián)合路由和功率分配算法。結(jié)果表明兩種分布式算法能夠取得近似集中式算法的性能。并且相對于聯(lián)合協(xié)作路由和功率分配算法，分離協(xié)作路由和功率分配算法能夠更加有效地節(jié)省總的發(fā)送功率。
　　 6.在協(xié)作傳輸最優(yōu)功率分配的基礎(chǔ)上，提出一種修正的積累遞增廣播算法(MCIA)，該算法允許多個節(jié)點同時傳輸信息到網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點