认知网络中继节点选择与信道分配算法研究

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1、朵各才寺成Ａ著ＥＥＣＴＳＯＮＩｔＣＳＣｌＥＮＣＯＬＯＣＹＯＦＣＨＮＡ＾＾ＵＮｌＶＥＲＳＩＴＶＯＦＬＥＡＮＤＴＥＣＨＭ硕±学位论文＇：；ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ．＇／－巧，ｓＨ吉：ｉＩ巧－啼；：．Ｉ卢＾？＇則＾占职人？１换Ｉ；ＨＨｔ［■＾－ｖ．：：；：ｌ＼；：７？■论义题旨认知阀络中继节点选择与信遁分配算法阱究学科专业適信与信息系统学号２０１３２１Ｑ１Ｑ５１５作者姓名魏凤生＇．：＇．：：：．；指营教师蒋化铜副敬撥＇Ｖ：讀態韻雲

2、：讚：．ｉｉｕ１：…．巧独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ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说明并表示谢意。。作者签名■＾之＝＾凤占曰期年＾月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，

3、允许论文被查阅和借阅。本＾＾将学位论文人授权电子科技大学可＾的全部或部分内容编入，有关数据库进行检索可Ｗ用影印、缩或扫描采印等复段保存、汇编学位论文。制手（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签＝导师签名名：请ｉａ电年＾＾曰期：Ｖ曰月占分类号密级注1UDC学位论文认知网络中继节点选择与信道分配算法研究魏凤生指导教师蒋体钢副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2016.05.16论文答辩日期2016.05.20学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月日答辩委员会主席评阅人注

4、1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEACHONRELAYSELECTIONANDCHANNELALLOCATIONALGORITHMINCOGNITIVERADIONETWORKAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemAuthor:WeiFengshengAdvisor:AssociateProf.JiangTigangSchool:SchoolofCommunicat

5、ionandInformationEngineering摘要摘要认知无线电被认为是缓解无线频谱资源稀缺问题的一个行之有效的技术，在认知无线电上发展而来的认知网络，是目前的研究热点。本文针对认知网络的中继选择与信道分配问题进行了研究，通过将该问题建模为一个三维指派问题，并使用拉格朗日松弛与次梯度算法给出了求解近似最优值的方法，进而得出了求解多源节点下的联合中继选择与信道分配问题的JRSCA(JointRelaySelectionandChannelAllocation,JRSCA)算法；在信道少于信源的场景中，为了兼顾网络的公平性，将JRSCA算法进行了适当的扩展

6、，提出了解决一类变权二维指派问题的算法，并用该算法替换JRSCA算法中调用的Kuhn-Munkres算法，最终得到了能够保证认知网络公平性的FJRSCA(FairJointRelaySelectionandChannelAllocation,FJRSCA)算法；考虑到功率分配能够大幅提升系统的吞吐量，因此本文研究了在认知网络中只有单源节点需要传输数据时的中继、信道、功率联合分配问题，给出了解决此问题的SJRCP(SinglesourceJointRelay,ChannelandPowerallocation,SJRCP)算法；另外，在得出SJRCP算法的过程中，

7、本文给出了解决一类凸优化问题的一个算法，该算法可以有效地解决SJRCP中的功率分配问题以及其他类似的多载波优化问题。与内点法相比，该算法的运行时间与迭代次数均不受问题规模的影响。仿真结果表明，JRSCA算法、FJRSCA算法以及SJRCP算法均优于已知的同类算法：在多源节点的认知网络中，与目前已知的同类算法GRC(GreedybasedRelayselectionandChannelallocation,GRC)算法相比，JRSCA算法可以提高10%左右的吞吐量；当认知网络中信道数少于信源时，FJRSCA算法不但能在吞吐量上超出GRC算法约5%，而且可以达到比G

8、RC算法更好的公平性；在