协作认知无线电网络的资源分配和中继选择研究

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1、ｍｓ胃硕±学位论文ｉｐ协作认知无线电网络的资源分配与中继选择研究作者姓名李意文指就师姓名、巧放李創副教授巧请学位类别工学硕±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，除了文中特别加标注和致谢＾中所罗列的内容＾？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一。与我同工作的同事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

2、表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。本人签名：害晨日期：Ｃｌ／Ｓ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，目Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文王作的知识产权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（＾公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研巧成果完成的论文、发明专利等成果，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：畫惹义：Ａ＾导师签名＿

3、，妙日：良片曼．处期日期：７瓜学校代码10701学号1301120130分类号TN92密级公开西安电子科技大学硕士学位论文协作认知无线电网络的资源分配和中继选择研究作者姓名：李意文一级学科：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：李钊副教授学院：通信工程学院提交日期：2016年6月ResearchonResourceAllocationandRelaySelectionforCooperativeCognitiveRadioNetwork-mensresourceAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYi

4、npartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationsandInformationSystemsByLiYiwenSupervisor:LiZhaoAssociateProfessorJune2016摘要摘要随着智能终端，特别是智能手机的兴起，新闻信息、电子商务和网络社交等无线应用得到了广泛使用，人们获得信息的途径变得越来越多样化，对信息的需求量变得越来越大。人们对无线通信系统的传输速率和服务质量提出了更高的要求。同时无线频谱资源的有限性和稀缺性，使得提高频谱利用率成为越来越紧迫的任务。认知无线电(C

5、ognitiveRadio,CR)作为提高频谱利用率的有效手段，自诞生以来受到了广泛的关注和研究，在该技术中认知用户在不降低授权用户通信质量的前提下，以多种方式复用授权用户频谱，以此增加了认知用户的通信机会，提高了频谱利用率。此外，多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)技术和协作通信技术(Cooperativecommunication,CC)可以提高系统容量和频谱利用率，增加系统的覆盖范围，也成为提高频谱利用率的重要技术。认知无线电和MIMO技术、协作通信技术的结合，可以进一步增加系统容量，提高频谱利用率。本文的主要工作如下：本文首先将MIM

6、O技术和协作通信技术引入认知无线电网络，研究了协作认知无线电网络(Cooperativecognitiveradionetwork,CCRN)中资源分配的问题，提出了一种时域、频域和空域资源联合分配的协作传输机制，该机制利用多天线认知节点担任中继，通过自适应的时隙划分与带宽分配，对两跳传输链路中的瓶颈予以消除，改善了授权用户的端到端传输性能，并且使参与协作的认知用户获得了通信机会，实现了授权系统和认知系统间的“双赢”。接下来，本文针对包含多个协作认知用户的场景，给出了一种考虑公平性的中继选择算法。该算法一方面采用比例公平的思想实现认知用户间的公平性；另一方面通过调整被选中继的奖励因子，使其

7、获得公平的回报。所提算法能够改善授权与认知系统的数据速率，同时保证认知用户公平地获得回报。最后本文对协作认知无线电网络中认知中继的能量效率进行研究，通过将认知中继转发授权数据的能耗，纳入认知中继的调度权重的计算中，在损失一定数据速率和中继选择公平性的前提下，减少了认知中继的能耗，从而提高了认知中继的能量效率。通过动态地调整能量效率因子的值，可以使认知中继的选择在授权系统信息速率、认知中继选择公平性和认知中继能量效率之间进