认知无线电网络中的高性能频谱共享策略研究.pdf

《认知无线电网络中的高性能频谱共享策略研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码10701学号0808110005分类TN82号TN91密级公开西安电子科技大学博士学位论文认知无线电网络中的高性能频谱共享策略研究作者姓名：许唐雯一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学博士指导教师姓名、职称：葛建华教授提交日期：2014年09月万方数据万方数据ResearchonHigh-PerformanceSpectrumSharingStrategiesofCognitiveRadioNetworksAdissertationsubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpa

2、rtialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyByXuTangwen(InformationandCommunicationEngineering)Supervisor:Prof.GeJianhuaSeptember2014万方数据万方数据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所罗列的内容以外

3、，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作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。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于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其

4、它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：万方数据万方数据摘要摘要随着无线通信技术的迅猛发展，无线网络用户对频谱的需求量越来越大。而现有频谱资源几乎已经全部被固定的分配给了特定的服务独占使用，这种静态的频谱分配方式使得频谱大部分处于空闲状态，导致宝贵的频谱资源日益紧张。因此，频谱资源的稀缺与实际中频谱的固定分配方式之间的矛盾造成了频谱利用率低下，从而成为制约未来移动通信高速发展的瓶颈。为了实现频谱

5、的高效利用，认知无线电（CognitiveRadio,CR）作为一种新颖的频谱共享技术应运而生。在实时地、主动地感知周围无线通信环境，动态地调整认知用户参数以避免对主用户（PrimaryUser,PU）造成干扰的基础上，将认知用户（CognitiveUser,CU）接入到主用户的授权频谱中，实现授权用户与非授权用户之间的频谱共享，从而达到提高频谱资源利用率的目的。另一方面，由于无线信道具有时变多径衰落的特性，而协作中继技术可以在接收到信源信息后，对其进行放大或译码并转发给目的端，从而达到提高通信质量、抵抗无线信道衰落以及扩大通

6、信范围的目的。这篇论文以认知无线电网络（CognitiveRadioNetwork,CRN）为研究对象，并在此基础上结合了认知技术和协作中继技术的优点，设计了高性能的频谱共享策略并进行了性能分析。本论文的主要贡献总结如下：1.认知上行网络的认知用户机会接入策略针对上行认知网络中的认知用户接入问题，提出了基于主用户中断概率保护的高性能认知用户机会接入方案。与已有策略不同，该方案在保证主用户可靠传输的前提下，优先接入具有最佳即时信道质量的认知用户共享授权频谱。分析表明，和已有接入方案相比，采用建议策略可以获得更高的认知系统各态历经

7、容量和平均误比特率（BitErrorRate,BER）。值得注意的是，随着认知用户数的增多，最大信道增益CU选择算法下的认知系统性能(如各态历经容量和平均BER)可以得到改善。此外，在相同的主用户保护准则下，建议策略仅仅需要很小的发射功率就可以优化系统性能，这种优势在存在大量CU的实际通信系统重尤为突出。2.认知放大转发（Amplify-and-Forward,AF）中继网络的链路选择方案针对认知AF中继网络中的链路选择技术，构建了局部信道状态信息判决和判决反馈机制，依此设计了分布式链路选择准则和关键执行流程，并与中断最优的中

8、心化链路选择策略进行了对比。理论分析和仿真实验均表明：不论可以获得的干扰链路信道状态信息（ChannelStateInformation,CSI）是其瞬时特性还是统计特性，分布式的链路选择策略都可以以极低的信令开销获得与中心式方案相近的中断性能。此外，还研究了中继放置位置对系