本文關(guān)鍵詞：全雙工認知無線中繼網(wǎng)絡頻譜感知與中繼選擇研究

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【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展和無線通信系統(tǒng)的廣泛應用,頻譜需求與資源匱乏之間的矛盾已成為制約移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、D2D通信、M2M通信等新興無線通信業(yè)態(tài)發(fā)展的瓶頸之一。一方面,業(yè)界將目光瞄準毫米波、可見光頻段,力圖尋找更多的無線頻譜資源,但受傳播特性限制,高頻段無線電波很難滿足寬覆蓋要求,另一方面,致力于提高頻譜利用率,全雙工(Full Duplex,FD)通信在相同區(qū)域?qū)崿F(xiàn)同時同頻收發(fā),理論上可成倍提高頻譜利用率。認知無線電(Cognitive Radio,CR)通過與主用戶共享頻譜資源,也能在一定程度上提高頻譜利用率。將全雙工通信和認知無線電技術(shù)融入無線中繼網(wǎng)絡,不僅能為無線中繼網(wǎng)絡提供更多的頻譜使用機會,而且利用通信節(jié)點具有的全雙工通信能力,在利用主用戶授權(quán)頻段發(fā)送數(shù)據(jù)的同時感知主用戶的活躍狀態(tài),及時退出主用戶工作信道,還能降低對主用戶造成的干擾。本文針對全雙工認知無線中繼網(wǎng)絡,研究頻譜感知算法和中繼選擇策略,主要研究內(nèi)容如下:(1)全雙工認知無線中繼網(wǎng)絡頻譜感知算法研究:首先給出了一種認知無線中繼網(wǎng)絡系統(tǒng)模型,然后將主用戶ON/OFF模型與半雙工模式和全雙工模式傳輸幀結(jié)構(gòu)合并建立認知無線中繼網(wǎng)絡傳輸特征模型。選用經(jīng)典的能量檢測算法執(zhí)行頻譜感知,分析了在全雙工模式下存在殘留自干擾,能量檢測算法的檢測概率和虛警概率,導出了全雙工模式和半雙工模式下認知用戶的傳輸中斷概率和平均碰撞時間,對比仿真分析了兩種雙工模式下,基于能量檢測的頻譜感知算法的檢測性能以及認知用戶傳輸中斷概率和平均碰撞時間隨信噪比和發(fā)送時段時長的變化。(2)全雙工認知無線中繼網(wǎng)絡中繼選擇策略研究:首先給出了一種認知無線中繼網(wǎng)絡的中繼選擇模型,然后研究了全雙工模式下等功率分配的最優(yōu)中繼選擇策略、基于最大最小準則的中繼選擇策略、基于最優(yōu)調(diào)和平均的中繼選擇策略和混合雙工模式的中繼選擇策略以及最優(yōu)功率分配下的中繼選擇策略的基本原理和中斷概率,最后對各種中繼選擇策略的性能進行了對比仿真分析。
【關(guān)鍵詞】：全雙工 能量檢測 頻譜感知 中繼選擇 認知無線電
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 研究內(nèi)容和章節(jié)安排11-13
• 2 認知無線中繼網(wǎng)絡中頻譜感知與中繼選擇13-23
• 2.1 認知無線中繼網(wǎng)絡頻譜共享方式13-16
• 2.1.1 基于干擾溫度的靜態(tài)頻譜共享14-15
• 2.1.2 基于頻譜感知的動態(tài)頻譜共享15-16
• 2.2 頻譜感知16-18
• 2.2.1 頻譜感知的基本原理16-17
• 2.2.2 獨立頻譜感知算法17-18
• 2.2.3 協(xié)作頻譜感知18
• 2.3 中繼選擇18-22
• 2.3.1 中繼協(xié)作基礎18-19
• 2.3.2 中繼傳輸協(xié)議19-20
• 2.3.3 中繼選擇方式20-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 3 全雙工認知無線中繼網(wǎng)絡頻譜感知算法23-37
• 3.1 系統(tǒng)模型23-24
• 3.2 全雙工模式下的能量檢測24-31
• 3.2.1 傳輸幀結(jié)構(gòu)24-26
• 3.2.2 算法描述26-28
• 3.2.3 性能分析28-31
• 3.3 仿真分析31-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 4 全雙工認知無線中繼網(wǎng)絡中繼選擇策略37-51
• 4.1 系統(tǒng)模型37-39
• 4.2 等功率分配下的中繼選擇39-45
• 4.2.1 最優(yōu)中繼選擇42-43
• 4.2.2 基于最大最小準則的中繼選擇43-44
• 4.2.3 基于最優(yōu)調(diào)和平均的中繼選擇44
• 4.2.4 混合雙工模式的中繼選擇44-45
• 4.3 最優(yōu)功率分配下的中繼選擇45-46
• 4.4 仿真分析46-49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 5 總結(jié)與展望51-53
• 5.1 全文工作51-52
• 5.2 未來展望52-53
• 致謝53-54
• 參考文獻54-59
• 附錄59
• A. 作者在攻讀學位期間發(fā)表的科研成果目錄59
• B. 作者在攻讀學位期間參與的科研項目目錄59

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本文編號：719687