认知双向中继系统中断性能及功率分配技术研究

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1、认知双向中继系统中断性能及功率分配技术研究作者姓名胡秘导师姓名、职称葛建华教授一级学科信息与通信工程二级学科通信与信息系统申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年11月I学校代码10701学号1201120039分类号TN919密级公开西安电子科技大学硕士学位论文认知双向中继系统中断性能及功率分配技术研究作者姓名：胡秘一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：葛建华教授2014提交日期：年11月IIIAStudyofOutagePerformanceandPowerAllocationofCognitiveTwo

2、-WayRelayNetworksAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationandInformationSystemsByHuMiSupervisor:Prof.GeJianhuaNovember2014V西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中

3、所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制

4、手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：VII摘要摘要近年来，移动通信事业蓬勃发展使得电子信息社会化程度越来越高，人们对数据的传输速率以及服务质量等方面的要求也越来越高。更高覆盖率、高速率、高服务质量、低成本、低功耗已经成为未来无线通信系统发展的新趋势。然而，频谱资源的稀缺性和有限性以及无线传输环境的不确定性与时变性严重制约了未来无线通信技术的发展。认知无线电(CR)技术的提出提高了频谱利用率，解决

5、了当前频谱紧缺问题。同时，作为新一代的协同通信技术，双向中继已经成为当前无线通信系统中的研究热点，借助于物理层网络编码技术，双向中继系统吞吐性能和频谱利用率得到了进一步地提高。本论文针对利用模拟网络编码（ANC）技术的认知双向中继系统展开了分析，对特定的场景进行了系统地研究，提出了几种优化功率分配策略并进行了理论分析与计算机仿真验证。本论文的主要研究成果如下：1.在CR网络场景下，针对传统的双向中继系统，引入了ANC技术并进行了研究。在瑞利衰落信道环境下，充分考虑授权用户与未授权用户之间的干扰，对该经典场景进行了系统分析，同时，对该认知双向中继网络中断性能进行了

6、研究，推导出了其在理想信道估计条件下和非理想信道估计条件下的单向传输中断概率的近似表达式，并通过仿真验证了推导与分析的正确性。2.针对认知场景下利用ANC的双向中继系统，为了保证授权用户和非授权用户的服务质量，针对该特定的场景提出了两种具体的功率分配方案：（1）在对称传输速率要求下，提出了基于最小化最大单向传输中断概率的功率分配方案，在理想信道估计条件下给出了该方案的闭式解表达式；在非理想信道估计条件，采用一维精确搜索的方法实现了优化功率分配。仿真结果表明，与传统的等功率分配（EPA）方案相比，提出的功率分配方案有效地提高了未授权用户的中断性能。（2）在非对称传

7、输速率要求下，针对理想信道估计情况提出了最大化成功传输比特和速率的功率分配方案，并给出了最优功率分配方案的闭式解表达式。在非理想信道估计情况下，分析了信道估计误差对所提出功率分配方案的性能影响。仿真表明，与传统的EPA方案相比，提出的功率分配方案有效地提高了未授权用户的中断性能和成功传输比特和速率性能。关键词：认知无线电，双向中继，物理层网络编码，中断概率，功率分配论文类型：基础研究类IABSTRACTABSTRACTInrecentyears,theboomingdevelopmentofmobilecommunicationmakesthedegreeofe

8、lectronicinf