通信工程论文参考资料：认知无线网络之协作通信科技分析

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1、通信工程论文参考资料：认知无线网络之协作通信科技分析第一章绪论1.1课题研究背景随着移动通信网的迅猛发展，无线通信越来越深入生活中的各个角落，人们对通信服务的传输速率及传输质量的要求不断提高。随着三网融合的不断发展，无线通信业务量不断剧增。但是频率资源却是有限的，由有限的频率资源来承载不断增加的无线通信业务的问题变得越来越棘手。如何进一步提高频谱利用率、提高信道容量以及改善通信质量成为通信技术研究中的热点问题。目前无线网络主要采用固定频谱分配机制，频谱资源由政府部门统一进行管理分配，然而FCC（Federalmunicationsmission）研究发现，固定频谱分配机制下分配频段利用率

2、在时间和空间上的变化范围为15%~85%[3]。同时，美国加州大学伯克利无线研究中心（Berkeleyitola博士在1999年提出了认知无线电技术(CognitiveRadio,CR)[5,6,7]，认知无线网络中同时存在着主用户（PrimaryUser）和次用户（SecondaryUser），次用户在主用户不占用授权频段时机会地占用授权频段进行通信，高效地利用了大量闲置的无线频谱，从而提高了频谱的利用率。人们对无线通信服务的传输速率和传输质量的要求越来越高，无线通信中的一大挑战就是信道衰落，信道衰落严重影响通信的覆盖面和通信可靠性。无线通信中的衰落[8]包括大尺度衰落、阴影衰落和小尺

3、度衰落。其中，多径衰落是影响信道传输质量和信道容量的重要因素。为了克服多径衰落带来的影响，研究人员设计出了多种方法，分集技术便是一种有效且重要的方法[9,10,11]。分集技术包括时间分集、频率分集和空间分集，其中空间分集最为重要。多输入多输出系统（MIMO）便是空间分集技术的一种实现方式，MIMO在发送端和接收端均有多个天线，多个天线能够显著提高系统性能，利用多天线的方法有多种，可以用作分集以提高误码率性能、可以通过复用来提高容量域、还可以通过空间方向性来减少用户间的干扰。然而由于天线间距等因素引起的天线间的相关性以及小型无线移动终端较难安置多天线，因此MIMO的实现依然面临问题。那么

4、如何在单天线终端的现实条件下实现多天线系统的空间分集增益呢?A.Sendonaris和J.N.Laneman等人提出了协作分集技术[12,13]。协作分集通信技术的思路是通过多个移动用户之间共享传输天线等资源以形成虚拟多天线阵列，依靠协作来获得空间分集增益，协作分集技术是MIMO得以实现的一种有效方法。协作分集是由Sendonaris等人最先提出的，其在Cover和Gamal提出的中继信道模型[14]的启发下提出这一概念，使单天线移动设备获得类似MIMO系统中的空间分集增益[15]。Laneman提出了放大中继和解码中继两种协作分集模式[13,16]，同时对解码中继协作模式进行了扩展，提

5、出了选择中继协作模式及增强中继协作模式。而Hunter等人提出了编码协作分集模式[17,18]，编码协作模式采用信道编码，协作节点在获得协作分集增益的同时也获得了编码增益，因此编码协作较放大中继协作和解码中继协作具有更好的性能。目前已经有很多分别对于认知无线电技术和协作通信技术的研究成果。认知无线电技术能够提高频谱利用率，但却无法满足提高信道容量的要求；而协作传输技术能够改善传输信道的容量，但在提高频谱使用率上却不起作用，因此将认知无线电和协作通信相结合的思路受到很多研究者的关注。协作通信技术在认知无线网络中的应用主要包括：（1）协作频谱感知[19]，次用户间彼此进行协作感知频谱情况，协

6、作频谱感知能够提高频谱感知的准确性和有效性。（2）次用户之间协作通信[20,21]，次用户节点作为中继节点协作其他次用户进行通信，可以提高次用户网络的吞吐量和差错性能。（3）主次用户之间协作通信[22]，次用户作为中继协作主用户进行数据通信，次用户通过协作主用户进行传输加快主用户的传输速率，进而为次用户网络增加更多占用授权频段的机会。第二章认知无线网络与协作通信本章首先对认知无线电进行介绍，并对认知无线网络中的关键技术进行了详细说明。然后概述了协作通信技术，对中继协作方式展开了讨论。文章第三部分介绍了认知无线电与协作通信的结合，陈述了协作频谱感知及协作传输的工作过程。最后对文章进行了总结

7、。2.1认知无线网络2.1.1认知无线电概述当前无线通信技术和无线业务需求不断发展，可利用的频谱资源却是有限的，随着时间的推移两者之间的矛盾越来越突出，在无线通信领域中如何提高频谱利用率已经成为一大研究热点。正如图2.1所示，授权频段在时间、频率和空间维度上会存在未被使用的空洞，称之为频谱空间[23]。怎样充分利用无线通信环境中存在的频谱空洞便是提高频谱资源利用率，解决频谱资源稀缺问题的有效方法。认知无线电概念最早是由瑞典皇家理工学