認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于協(xié)作的資源優(yōu)化研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線頻譜資源被不斷授權(quán)給各種不同的通信系統(tǒng)使用，有限的頻譜資源和固態(tài)的頻譜分配策略使得無(wú)線通信服務(wù)不得不面臨發(fā)展的瓶頸。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)和協(xié)作通信技術(shù)，作為當(dāng)下解決頻譜資源利用率低的熱門(mén)技術(shù)，受到國(guó)內(nèi)外通信學(xué)者的關(guān)注。然而現(xiàn)有許多基于認(rèn)知無(wú)線電和協(xié)作通信的研究都是在授權(quán)用戶直傳信道較好可以容納認(rèn)知用戶干擾的情況下進(jìn)行的，且不考慮認(rèn)知用戶服務(wù)質(zhì)量的保障問(wèn)題。而在現(xiàn)實(shí)生活中，認(rèn)知用戶接入授權(quán)用戶頻譜后，針對(duì)不同業(yè)務(wù)

2、需求和傳輸任務(wù)，存在一定的傳輸速率要求，例如多媒體應(yīng)用等。
　　針對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題，本文研究了當(dāng)授權(quán)用戶直傳信道較差，達(dá)不到授權(quán)用戶目標(biāo)速率時(shí)，認(rèn)知用戶如何利用協(xié)作方式幫助授權(quán)用戶達(dá)到目標(biāo)速率；作為回報(bào)，認(rèn)知用戶能夠接入授權(quán)用戶的頻譜傳輸自身信息，并達(dá)到認(rèn)知用戶所需的目標(biāo)速率，進(jìn)一步提高頻譜資源的利用率。研究過(guò)程中，本文將信息傳遞過(guò)程分為兩個(gè)時(shí)隙，第一個(gè)時(shí)隙授權(quán)用戶使用頻譜廣播授權(quán)用戶信息；第二個(gè)時(shí)隙認(rèn)知用戶接入授權(quán)用戶的頻譜進(jìn)行協(xié)

3、作通信，并通過(guò)合理分配時(shí)間、帶寬、功率三種資源，實(shí)現(xiàn)授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶總的傳輸速率最大化。
　　本文共提出了三種不同的基于協(xié)作的頻譜接入方法。在基于功率優(yōu)化的頻譜接入方法中，認(rèn)知用戶利用一部分功率轉(zhuǎn)發(fā)授權(quán)用戶信息，幫助授權(quán)用戶達(dá)到目標(biāo)速率；然后利用剩余功率發(fā)送認(rèn)知用戶信息并達(dá)到認(rèn)知用戶目標(biāo)速率。在基于時(shí)間和功率聯(lián)合優(yōu)化的頻譜接入方法中，在優(yōu)化認(rèn)知用戶發(fā)送授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶信息的功率分配系數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步控制認(rèn)知用戶接入授權(quán)用戶頻

4、譜的時(shí)間，提高授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶總的傳輸速率。但是在這兩種頻譜接入方法中，授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶之間始終存在一定的干擾，雙方的性能都有所影響。因此本文提出了第三種具有抗干擾特性的頻譜接入方法，即基于帶寬和功率優(yōu)化的頻譜接入方法。該方法中，認(rèn)知用戶接入授權(quán)用戶頻譜后，使用不同的帶寬分別傳輸授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶信息，并合理優(yōu)化發(fā)送授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶信息的功率系數(shù)。由于信息傳輸所利用帶寬不同，因此可以徹底解決授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶之間的干擾問(wèn)題，進(jìn)一步