協(xié)作認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的資源分配和中繼選擇研究

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1、ｍｓ胃碩±學(xué)位論文ｉｐ協(xié)作認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的資源分配與中繼選擇研究作者姓名李意文指就師姓名、巧放李創(chuàng)副教授巧請學(xué)位類別工學(xué)碩±西安電子科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加標(biāo)注和致謝＾中所羅列的內(nèi)容＾？外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料一。與我同工作的同事對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并

2、表示了謝意。一學(xué)位論文若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)切法律責(zé)任。本人簽名：害晨日期：Ｃｌ／Ｓ西安電子科技大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，目Ｐ：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文王作的知識產(chǎn)權(quán)屬于西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱、借閱論文；學(xué)?？桑ǎ薰颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。同時(shí)本人保證，結(jié)合學(xué)位論文研巧成果完成的論文、發(fā)明專利等成果，署名單位為西安電子科技大學(xué)。保密的學(xué)位論文在年解密后適用本授權(quán)書。本人簽名：畫惹義：Ａ＾導(dǎo)師簽名＿

3、，妙日：良片曼．處期日期：７瓜學(xué)校代碼10701學(xué)號1301120130分類號TN92密級公開西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文協(xié)作認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的資源分配和中繼選擇研究作者姓名：李意文一級學(xué)科：信息與通信工程二級學(xué)科：通信與信息系統(tǒng)學(xué)位類別：工學(xué)碩士指導(dǎo)教師姓名、職稱：李釗副教授學(xué)院：通信工程學(xué)院提交日期：2016年6月ResearchonResourceAllocationandRelaySelectionforCooperativeCognitiveRadioNetwork-mensresourceAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYi

4、npartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationsandInformationSystemsByLiYiwenSupervisor:LiZhaoAssociateProfessorJune2016摘要摘要隨著智能終端，特別是智能手機(jī)的興起，新聞信息、電子商務(wù)和網(wǎng)絡(luò)社交等無線應(yīng)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(wù)質(zhì)量提出了更高的要求。同時(shí)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(wù)。認(rèn)知無線電(C

5、ognitiveRadio,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(guān)注和研究，在該技術(shù)中認(rèn)知用戶在不降低授權(quán)用戶通信質(zhì)量的前提下，以多種方式復(fù)用授權(quán)用戶頻譜，以此增加了認(rèn)知用戶的通信機(jī)會，提高了頻譜利用率。此外，多輸入多輸出(Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)技術(shù)和協(xié)作通信技術(shù)(Cooperativecommunication,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(shù)。認(rèn)知無線電和MIMO技術(shù)、協(xié)作通信技術(shù)的結(jié)合，可以進(jìn)一步增加系統(tǒng)容量，提高頻譜利用率。本文的主要工作如下：本文首先將MIM

6、O技術(shù)和協(xié)作通信技術(shù)引入認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)，研究了協(xié)作認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)(Cooperativecognitiveradionetwork,CCRN)中資源分配的問題，提出了一種時(shí)域、頻域和空域資源聯(lián)合分配的協(xié)作傳輸機(jī)制，該機(jī)制利用多天線認(rèn)知節(jié)點(diǎn)擔(dān)任中繼，通過自適應(yīng)的時(shí)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(quán)用戶的端到端傳輸性能，并且使參與協(xié)作的認(rèn)知用戶獲得了通信機(jī)會，實(shí)現(xiàn)了授權(quán)系統(tǒng)和認(rèn)知系統(tǒng)間的“雙贏”。接下來，本文針對包含多個(gè)協(xié)作認(rèn)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(shí)現(xiàn)認(rèn)知用戶間的公平性；另一方面通過調(diào)整被選中繼的獎(jiǎng)勵(lì)因子，使其

7、獲得公平的回報(bào)。所提算法能夠改善授權(quán)與認(rèn)知系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率，同時(shí)保證認(rèn)知用戶公平地獲得回報(bào)。最后本文對協(xié)作認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中認(rèn)知中繼的能量效率進(jìn)行研究，通過將認(rèn)知中繼轉(zhuǎn)發(fā)授權(quán)數(shù)據(jù)的能耗，納入認(rèn)知中繼的調(diào)度權(quán)重的計(jì)算中，在損失一定數(shù)據(jù)速率和中繼選擇公平性的前提下，減少了認(rèn)知中繼的能耗，從而提高了認(rèn)知中繼的能量效率。通過動(dòng)態(tài)地調(diào)整能量效率因子的值，可以使認(rèn)知中繼的選擇在授權(quán)系統(tǒng)信息速率、認(rèn)知中繼選擇公平性和認(rèn)知中繼能量效率之間進(jìn)