协作认知无线网络中功率分配与中继选择算法研究

摘要

认知无线电技术,被一致公认为是解决频谱资源稀缺问题与频谱资源利用率低问题的关键技术。随着认知无线电技术研究的深入,学者们逐渐发现认知无线网络中的资源分配问题极为重要而且是研究的难点所在。为了提高认知网络的处理信息的效率,在认知无线网络中引入了协作通信。
　　本文首先对认知无线电与移动自组网相关背景知识作了介绍,协作中继通信的发展,还分析了认知无线电系统中运用协作通信的相关研究背景,为本文后面着重要研究的协作中继式认知无线网络系统作了铺垫;接下来,本文使用FreeSpace基本模型,对协作式认知无线网络进行描述与建模,并对模型中二级用户网络的吞吐量作了定性与定量分析。在所建模型中,对二级用户所受限制进行了全面考虑,既考虑了发送节点与中继节点自身最大功率限制,即电源容量,又考虑了二级用户对一级用户干扰限制以保护一级用户的正常通信,还考虑了二级用户网络的基本通信要求与具体应用中的QoS要求,并建立了相应的二级用户QoS模型。接下来,以最大化系统二级用户的吞吐量为目标,提出了最佳算法OSA,该算法对网络中功率进行分配,确定源节点及中继节点的最佳发射功率,并选出最佳中继节点,从而确定最佳中继选择方案;由于OSA算法复杂度较高,本文又提出了一种近似最优低复杂度算法AOSA,该算法先假设发送节点只受对一级用户干扰的限制,而不考虑发射节点的最大功率限制,从而简化了系统模型。最后,对文中提出的模型与算法进行了仿真;通过比较文中提出的最佳功率分配算法OSA、随机功率分配方案以及平均功率分配方案得出,本文中的OSA算法在提高系统总吞吐率,选择最佳中继,降低系统丢包率等方面有明显作用。

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常见术语或缩略语解释

1 绪论

1.1 选题背景

1.2 课题研究目的

1.3 本文主要贡献与组织结构

2 背景介绍与国内外研究现状

2.1 引言

2.2 认知无线电的关键技术

2.3 移动自组织网络概述

2.4 传统移动自组网络与认知无线移动自组网

2.5 协作中继通信

2.6 认知无线电国内外研究现状

2.7 认知无线系统中运用协作通信的研究

2.8 本章小结

3 认知无线网络功率分配与中继选择算法

3.1 引言

3.2 相关研究介绍

3.3 中继辅助D-OFDM方案介绍

3.4 系统模型

3.5 QoS 模型

3.6 算法描述

3.7 本章小结

4 算法仿真与结果分析

4.1 引言

4.2 仿真结果与性能分析

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 前景展望

致谢

参考文献