基于認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作資源分配研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無線通信設(shè)備逐年增多，頻譜資源變得越來越緊缺，又由于固定頻譜分配制度方式的不靈活，頻譜利用率較低，所以人們開始探索各種技術(shù)來解決頻譜資源不足及利用率低的問題。其中，認(rèn)知無線電技術(shù)是人們研究的一個(gè)熱點(diǎn)，這種技術(shù)允許具有認(rèn)知能力的非授權(quán)用戶進(jìn)入授權(quán)頻譜進(jìn)行通信，從而達(dá)到提高頻譜利用率的目的，緩解頻譜資源緊缺情況。然而在實(shí)際認(rèn)知通信網(wǎng)絡(luò)中，可能存在通信質(zhì)量差、傳輸速率低和能量不足等問題，協(xié)作中繼技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的

2、資源共享及協(xié)作，提高了無線通信的性能（如分集增益、復(fù)用增益等），從而達(dá)到高速、可靠的“綠色”通信目標(biāo)。因此，將協(xié)作中繼技術(shù)引入到認(rèn)知通信網(wǎng)絡(luò)中，不僅可以提高用戶的通信質(zhì)量，還可以增加認(rèn)知用戶的傳輸機(jī)會(huì)，提高頻譜利用率。
　　針對(duì)認(rèn)知協(xié)作無線通信中存在的問題，論文圍繞頻譜分配、功率分配及能量收集時(shí)間等方面進(jìn)行了研究，主要工作包括：
　?。?）針對(duì)頻譜利用率低的問題，提出認(rèn)知協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)中的功率和頻譜優(yōu)化分配算法。在基于AF中繼

3、模式下，考慮認(rèn)知用戶功率受限和主用戶的干擾等因素，建立了優(yōu)化次用戶效益的數(shù)學(xué)模型，并采用拉格朗日算法和遍歷搜索法得到了最優(yōu)功率和頻譜的分配解；最后，仿真結(jié)果證明了方案的優(yōu)越性。
　?。?）針對(duì)能量受限的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，提出認(rèn)知協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)中的功率分配和能量收集時(shí)間優(yōu)化算法。在基于DF中繼模型中，考慮認(rèn)知用戶能量受限和主用戶干擾等因素，通過優(yōu)化能量收集時(shí)間和功率分配因子，使次用戶的信噪比最大，基于此建立了一個(gè)優(yōu)化次用戶信噪比的數(shù)學(xué)模型；最