【摘 要】
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协作通信技术在无线电通信领域中有着巨大的贡献,通过协同中继技术可以提高无线链路的传输速率和传输可靠性,并且可以增加系统的鲁棒性从而增加系统的覆盖区域面积。因此协作通信技术是无线通信的热点研究方向之一,其中利用协同中继进行无线网络资源分配就是其中的热门方向之一。本文首先介绍了协作通信、物理层网络编码和协同中继认知无线电的研究现状,围绕着无线中继协作传输系统的中断性能和系统能效方面,提出了高效的功率分
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协作通信技术在无线电通信领域中有着巨大的贡献,通过协同中继技术可以提高无线链路的传输速率和传输可靠性,并且可以增加系统的鲁棒性从而增加系统的覆盖区域面积。因此协作通信技术是无线通信的热点研究方向之一,其中利用协同中继进行无线网络资源分配就是其中的热门方向之一。本文首先介绍了协作通信、物理层网络编码和协同中继认知无线电的研究现状,围绕着无线中继协作传输系统的中断性能和系统能效方面,提出了高效的功率分配策略,并且通过仿真分析了系统的中断性能和能效方面的优化。本文的主要研究工作如下:(1)对无线网络中的模拟网络编码系统进行中断性能分析:提出一个适用于网络编码信息(Network Coded Information,NCI)的Rayleigh衰落多跳系统,首先将多跳网络简化为两跳网络,然后导出了高信噪比下系统中断概率的闭式表达式。此外,本文用特殊值的平均值来近似表达式的复数项,从而简化了推导过程。最后,通过仿真实验证明了所推导出表达式的合理性与准确性。(2)提出分布式同步迭代贪心算法的功率分配策略:基于高信噪比下系统中断概率的闭式简化表达式,提出了一种基于信道统计信息的分布式同步迭代贪心算法来提高系统整体性能。考虑到在一个具有非正交放大转发网络编码(Nonorthogonal Amplified-and-forward Network Coding,NAFNC)协议的网络模型中,当信源节点和中继节点之间的传输链路发生深度衰落时,如果其他信源节点仍保持大功率传输,信源节点的中断性能将会恶化。针对上述情况,本文提出的功率分配策略可以平衡每个信源节点的中断概率,保证系统的公平性。最后通过仿真证明了此功率分配策略的最优性。(3)提出基于协同中继认知无线电网络的功率分配策略:将协作通信与认知无线电网络结合起来,提出了一种功率分配策略,来最小化认知双跳中继网络在独立和非同分布瑞利衰落信道下的平均发射功率。为了能让次用户在正常工作的情况下给主用户带来的干扰最小,本文提出了基于统计信道状态信息的功率分配策略,在该策略下次用户能够基于信道增益的平均值来调整其发射功率,并且受制于主用户网络的干扰和次用户网络的中断两个约束。最后,通过仿真对提出的策略进行了证明。
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