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认知无线电网络中基于协作技术的资源分配问题研究

作　者: 王晶
导　师: 郑宝玉
学　校: 南京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 认知无线电协作通信频谱分配功率控制频谱感知
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近年来，认知无线电技术已经成为解决无线频谱资源稀缺问题的一种有效途径，引起了业界极大的关注。认知无线电技术作为一种新型的智能频谱共享技术，可主动检测并利用授权频段中的频谱空洞从而使得次用户网络与主用户网络可以共享频谱资源，大大提高了频谱利用率。另外，协作中继技术利用无线电各用户的分集作用可以进一步的提高频谱的有效利用，作为认知无线电系统中的另一关键技术也成为了当前研究的热点。在认知无线电网络中，系统通过实时地检测当前的频谱环境自适应地调整其传输功率、调制方式、载频等，从而有效地完成通信过程。但在这个过程中如何控制发送功率以及如何对感知到的频谱进行合理分配，使得认知无线电协作传输系统在某个指标上实现最优化，从而更加有效地解决认知网络中的资源分配不平衡的问题，是认知无线电协作通信过程所需要解决的重要问题。本文主要研究了以下两个问题：首先，针对次用户网络在频谱接入阶段的频谱分配问题进行了研究。将认知OFDMA网络中的协作频谱感知和动态频谱接入两个阶段联合进行考虑，提出了一种基于公平性考虑的频谱接入调度方案。仿真结果显示，相对于传统的频谱接入调度方法来看，这种方式不仅达到了使次用户网络系统吞吐量最大化的目标，同时也保证了所有感知用户的公平性。其次，针对次用户网络在协作传输链路上的功率控制和频谱分配问题进行了研究。为了保证在认知用户对主用户干扰可容忍的前提下使得通信系统端到端的可达吞吐量最大，提出了一种联合优化功率分配和信道分配的方案。仿真结果显示，相对于单独进行功率分配或者信道分配情况下该方案能够有效提高认知无线电系统端到端的传输性能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-14
  1.1 课题研究背景  8-12
    1.1.1 认知兀线电的研究现状  8-11
    1.1.2 协作通信的研究现状  11-12
  1.2 课题的提出利意义  12
  1.3 论文内容安排  12-14
第二章认知无线电与协作通信技术  14-30
  2.1 引言  14
  2.2 认知无线电研究中的关键技术  14-23
    2.2.1 频谱感知  16-20
    2.2.2 频谱共享  20-22
    2.2.3 功率控制  22-23
  2.3 认知无线电网络巾的协作通信信技术  23-28
    2.3.1 协作通信的基本思想  23-25
    2.3.2 协作通信中继节点的工作方式  25-27
    2.3.3 认知兀线电网络中协作技术的研究  27-28
  2.4 认知无线电的应用  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第三章频谱接入阶段的频谱分配算法研究  30-42
  3.1 引言  30
  3.2 系统模型  30-31
  3.3 基于公平性考虑的频谱分配算法  31-36
    3.3.1 协作频谱感知阶段  31-32
    3.3.2 伺机频谱接入阶段  32-33
    3.3.3 系统件能分析  33-36
  3.4 性能仿真与分析  36-41
  3.5 本章小结  41-42
第四章数据传输阶段频谱和功率的联合分配  42-54
  4.1 引言  42
  4.2 系统模型  42-45
    4.2.1 信道模型  42-44
    4.2,2 传输功率约束条件  44
    4.2.3 系统端剑端的吞吐量  44-45
  4.3 联合优化功率和信道分配方案  45-50
    4.3.1 直接传输模式下最佳功率分配  47-48
    4.3.2 gX~I传输模式下最佳功率分配  48-49
    4.3.3 中继分集传输模式最佳功率分配  49-50
  4.4 仿真结果与分析  50-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章结束语  54-56
  5.1 论文工作总结  54
  5.2 进一步的研究方向  54-56
致谢  56-57
参考文献  57-61
攻读硕士学位期间发表的论文  61

认知无线电网络中基于协作技术的资源分配问题研究

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