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1、全雙工認(rèn)知無線中繼網(wǎng)絡(luò)頻譜感知與中繼選擇研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：袁楊指導(dǎo)教師：馮文江教授專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)通信工程學(xué)院二O一六年五月ResearchonSpectrumSensingandRelaySelectioninFull-DuplexCognitiveRadioRelayNetworksAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaste
2、r’sDegreeofEngineeringByYuanYangSupervisor:Prof.FengWenjiangSpecialty:CommunicationandInformationSystemCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2016重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展和無線通信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，頻譜需求與資源匱乏之間的矛盾已成為制約移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、D2D
3、通信、M2M通信等新興無線通信業(yè)態(tài)發(fā)展的瓶頸之一。一方面，業(yè)界將目光瞄準(zhǔn)毫米波、可見光頻段，力圖尋找更多的無線頻譜資源，但受傳播特性限制，高頻段無線電波很難滿足寬覆蓋要求，另一方面，致力于提高頻譜利用率，全雙工（FullDuplex,FD）通信在相同區(qū)域?qū)崿F(xiàn)同時(shí)同頻收發(fā)，理論上可成倍提高頻譜利用率。認(rèn)知無線電（CognitiveRadio,CR）通過與主用戶共享頻譜資源，也能在一定程度上提高頻譜利用率。將全雙工通信和認(rèn)知無線電技術(shù)融入無線中繼網(wǎng)絡(luò)，不僅能為無線中繼網(wǎng)絡(luò)提供更多的頻譜使用機(jī)會(huì)，而且利用通信節(jié)
4、點(diǎn)具有的全雙工通信能力，在利用主用戶授權(quán)頻段發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)感知主用戶的活躍狀態(tài)，及時(shí)退出主用戶工作信道，還能降低對主用戶造成的干擾。本文針對全雙工認(rèn)知無線中繼網(wǎng)絡(luò)，研究頻譜感知算法和中繼選擇策略，主要研究內(nèi)容如下：①全雙工認(rèn)知無線中繼網(wǎng)絡(luò)頻譜感知算法研究：首先給出了一種認(rèn)知無線中繼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型，然后將主用戶ON/OFF模型與半雙工模式和全雙工模式傳輸幀結(jié)構(gòu)合并建立認(rèn)知無線中繼網(wǎng)絡(luò)傳輸特征模型。選用經(jīng)典的能量檢測算法執(zhí)行頻譜感知，分析了在全雙工模式下存在殘留自干擾，能量檢測算法的檢測概率和虛警概率，導(dǎo)出了全
5、雙工模式和半雙工模式下認(rèn)知用戶的傳輸中斷概率和平均碰撞時(shí)間，對比仿真分析了兩種雙工模式下，基于能量檢測的頻譜感知算法的檢測性能以及認(rèn)知用戶傳輸中斷概率和平均碰撞時(shí)間隨信噪比和發(fā)送時(shí)段時(shí)長的變化。②全雙工認(rèn)知無線中繼網(wǎng)絡(luò)中繼選擇策略研究：首先給出了一種認(rèn)知無線中繼網(wǎng)絡(luò)的中繼選擇模型，然后研究了全雙工模式下等功率分配的最優(yōu)中繼選擇策略、基于最大最小準(zhǔn)則的中繼選擇策略、基于最優(yōu)調(diào)和平均的中繼選擇策略和混合雙工模式的中繼選擇策略以及最優(yōu)功率分配下的中繼選擇策略的基本原理和中斷概率，最后對各種中繼選擇策略的性能進(jìn)行
6、了對比仿真分析。關(guān)鍵詞：全雙工，能量檢測，頻譜感知，中繼選擇，認(rèn)知無線電I重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnologyandthewideapplicationofwirelesscommunicationsystem,thecontradictionbetweenthedemandoffrequencyspectrumandresourcescarcityhasbecomethebottlen
7、eckofemergingwirelesscommunication’sdevelopment,suchasthemobileInternet,Internetofthings,D2Dcommunication,M2Mcommunication.Ontheonehand,theindustryfocusesonmillimeterwaves,visiblelightfrequencybandtofindmorespectrumresources.Duetotherestrictionofpropagati
8、oncharacteristicsofhighfrequencyradiowaves,itisdifficulttomeettherequirementsofwidecoverage.Ontheotherhand,theindustryiscommittedtoimprovespectrumefficiency.Fullduplex(FD)communicationcantransmitandreceiveinthesamea
