面向感知中继系统的无线电资源分配技术研究

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1、面向感知中继系统的无线电资源分配技术研究任凯2015年12月中图分类号：TN925.8UDC分类号：654面向感知中继系统的无线电资源分配技术研究作者姓名任凯学院名称机电学院指导教师龚鹏副教授答辩委员会主席栗苹教授申请学位工学硕士学科专业兵器科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月RadioResourceManagementforNonselfishSymbioticCognitiveRelayingSystemCandidateName：KaiRenSchoolorDepart

2、ment:MechatronicalEngineeringFacultyMentor:Prof.PengGongChair,ThesisCommittee：Prof.PingLiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：OrdnanceScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan，2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进

3、行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要随着无线接入技术的飞速发展以及无线终端设备的日益普及，新的无线业务源源不断地产生，使得频谱资源的使用极度紧张。无线通信系统必须采用更为创新的技术和手段，提高频谱资源使用效率，才能满

4、足日益增长的传输速率需求。感知无线电作为一种提高频谱利用率的技术，它允许感知用户在保护主用户正常传输的前提下，机会地接入主用户的授权频段。本文以频谱资源有限、人们对频谱资源的需求日益增长以及现有频谱分配方式频谱利用率低的客观现实为背景，研究了基于非正交放大转发协作及非完整全局信息的非自私感知协作传输系统（NSCRS）的功率优化分配问题。第二章中首先阐述了为最大化一个非自私共生感知协作传输容量而进行的感知用户的功率优化分配的模型。该模型中，感知用户可以通过为主用户提供非正交放大转发协作来获得激励时间，并

5、用于自身数据的传输。该章节中针对该模型提出了基于完整全局信息的最优功率分配算法，高效利用了频谱资源，提高了系统的吞吐量。同时本文中还提出了一个基于非完整全局信息的次优功率分配算法。该算法在一定的信道状态下可以达到与最优算法近似的效果。除此之外，本文另外还以NSCRS为基础，在基站与感知用户能量受限的条件下提出了一个以能量高效为目的的感知用户时间与能量联合分配优化算法，并以一个新的单位“比特/秒/焦耳”来衡量能量效率，兼顾了系统的数据吞吐量和能量效率。在该模型中，感知网络中的接入点可以控制感知用户辅助主

6、用户传输的时间和用于协作传输的能量使用。以此在完成最低吞吐量的基础上提高系统的全局能量效率。同样的，算法分为完整全局信息的分配算法和非完整全局信息的分配算法，后者在假设的信道状态下同样可以达到前者的性能标准。关键词：功率分配；感知中继；激励时间；能量效率；资源分配；频谱共享I北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththegrowingpopularityofwirelessterminaldevices,whichmakesnewwirelessservicescontinuouslyaris

7、eandtheutilizationofspectrumresourcesisextremelyrigorous.Andtheradiocommunicationsystemmustadoptamoreinnovativetechnologiesandmeanstoimprovetheutilizationefficiencyofspectrumresourcesandmeettheincreasingtransmissionratedemandsofvariouswirelessservices.C

8、ognitiveradiotechnologyisanimportantmeanstoimprovethespectrumefficiency,whichallowsthesecondaryuserstoaccesstheunoccupiedlicensedbandofprimaryusersunderthepremiseoffullyprotecttheprimaryuserbyspectrumsensingtomakefulluseofthespec