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1、學校代碼10459學號或申請?zhí)?01312171994密級碩士學位論文認知無線電中基于能量效率和頻譜效率的資源分配作者姓名：梁爽導師姓名：楊守義教授學科門類：工學專業(yè)名稱：通信與信息系統(tǒng)培養(yǎng)院系：信息工程學院完成時間：2016年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResourceAllocationBasedonEnergy-efficientandSpectrum-efficientinCognitiveRadioByLiangShuangSupervis
2、or:YangShouyiCommunicationandInformationSystemSchoolofInformationEngineeringMay2016原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律責任由本人承擔。學位論文使用授權(quán)聲明本人在導師指導下完成的論文及相關(guān)的職務作品，知識產(chǎn)權(quán)歸屬鄭州大學。根據(jù)鄭州大學有關(guān)保留、使
3、用學位論文的規(guī)定，同意學校保留或向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)鄭州大學可以將本學位論文的全部或部分編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或者其他復制手段保存論文和匯編本學位論文。本人離校后發(fā)表、使用學位論文或與該學位論文直接相關(guān)的學術(shù)論文或成果時，第一署名單位仍然為鄭州大學。保密論文在解密后應遵守此規(guī)定。摘要摘要近年來，隨著無線通信的快速發(fā)展，人們對高速率無線業(yè)務的需求越來越高。因此無線頻譜資源日益短缺，能源消耗也越來越大。認知無線電技術(shù)能夠很好地解決頻譜利用率低的問題。在認知無線電網(wǎng)絡中
4、，次用戶能夠很好地感知周圍環(huán)境并改變工作參數(shù)，從而自適應地接入頻譜。同時協(xié)作通信技術(shù)的出現(xiàn)滿足了用戶對高速率業(yè)務的需求，它通過協(xié)作分集技術(shù)提高了系統(tǒng)的容量。未來的無線通信不僅要考慮頻譜資源利用率低的問題，還要強調(diào)能量效率的綠色無線電。鑒于此，本文針對認知無線電中的頻譜效率以及能量效率做了相關(guān)研究，具體內(nèi)容包括：1、針對認知無線電網(wǎng)絡，研究了基于OFDM非完美頻譜感知下能量效率的資源分配。為了不將功率浪費在錯誤檢測，通過定義一個速率損失函數(shù)引入了一個新的能效模型，優(yōu)化該能效的表達式可以節(jié)省寶貴的資源，例如電池壽命等，使該能效比傳統(tǒng)能效的增益
5、大。在優(yōu)化中對所有的子信道都進行功率約束，有兩種對主用戶的干擾容限：峰值干擾功率約束以及平均干擾功率約束，通過比較兩種功率約束來衡量能效的性能。經(jīng)過計算驗證了能效和傳輸功率是擬凹的關(guān)系，提出了一種優(yōu)化的能效資源分配算法。仿真結(jié)果表明，新的算法比傳統(tǒng)的算法提高了能效，并且在一定的干擾功率下，基于平均干擾功率約束的能效比基于峰值干擾功率約束的能效大。2、針對認知無線電中的雙向中繼網(wǎng)絡，研究了基于OFDM非完美頻譜感知下頻譜效率的資源分配問題?？紤]了兩種接入機制：機會式的頻譜接入以及共享式的頻譜接入。與傳統(tǒng)的基于認知的雙向中繼資源分配方法不同的
6、是，所提的算法聯(lián)合優(yōu)化感知時間和發(fā)射功率，從而最大化次級系統(tǒng)的吞吐量。在頻譜感知階段，次級系統(tǒng)的兩個用戶和中繼用戶聯(lián)合感知主用戶的存在狀態(tài)，確保了感知結(jié)果的準確性。在數(shù)據(jù)傳輸階段，為了有效地保護主用戶，每個階段都考慮平均干擾功率約束以及次級系統(tǒng)總的功率約束，在這些約束條件下，求得最優(yōu)的感知時間和功率分配。最后仿真比較了兩種接入機制的性能，驗證了所提算法的有效性。關(guān)鍵詞：認知無線電；OFDM；協(xié)作通信；非完美頻譜感知；能量效率；頻譜效率IAbstractAbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmen
7、tofwirelesscommunication,thedemandforhighspeedwirelessservicesisbecominghigher.Therefore,thewirelessspectrumresourcesbecomeincreasinglyscarce,andtheenergyconsumptionisalsoincreasing.Cognitiveradiotechnologycanwellsolvetheproblemoflowutilizationofspectrum.Incognitiveradion
8、etworks,thesecondaryuserisabletoperceivetheenvironmentandchangetheworkingparameters,thenadaptive
