认知无线电网络中的协作中继技术研究

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认知无线电是解决无线频谱资源稀缺的一个新兴技术。它的出现改变了无线通信系统传统的设计模式,它允许分布式的移动终端或者基站通过频谱感知、自适应的调整、以及频谱共享去高效灵活的利用频谱。协作中继技术是无线网络中公认的获得分集增益、对抗多径衰落的新兴技术,它允许多个用户通过合作去分享各自的资源来进行分布式的传输与信息处理来获取性能的提升。   在认知无线电网络中使用协作中继技术同样可以有效的改善网络性能。协作中继技术主要使用在频谱感知和频谱共享两方面,协作频谱感知是公认的提高感知结果可靠性的有效途径,通过协作感知可以有效的解决由于信号衰落而引发的感知错误。而协作频谱共享分为三个方面:认知用户与主用户之间的协作传输来帮助主用户传输数据,认知用户与认知用户之间的协作传输获得空间分集,认知用户与认知用户之间的协作传输获得频谱分集。认知用户和主用户之间的协作传输研究较多,其思路是认知用户帮助主用户传输数据,使主用户尽快的完成传输,从而给认知用户自身的传输提供更多的机会。认知用户之间的协作传输的研究较少,而针对认知无线电Ad-hoc网络中认知用户之间协作传输的研究还刚刚起步。   本论文针对这种情况研究认知无线电Ad-hoc网络中认知用户之间的协作传输。提出了一种针对认知无线电Ad-hoc网络的分布式协作中继选择算法,并针对此算法设计了一种协作MAC机制。本协作中继选择算法给出了协作信息获取的流程,以及算法的详细设计,本算法针对认知无线电Ad-hoc网络的特性,综合考虑了信道增益、信道的可用概率以及认知用户之间信道的异质性来选择协作中继。本协作MAC机制可以满足节点之间相互竞争协调信道和中继。仿真结果表明了本算法的优越性。然后给出了基于D-OFDM的认知无线电Ad-hoc网络的协作中继选择算法,和传统网络的协作中选择算法不同,本算法定义了一个协作表来综合涉及多个影响协作中继选择的因素,基于此协作表,设计了一种分布式的协作中继选择算法,本算法采用循环算法依次验证每个协作点对整个协作传输所能贡献吞吐量的大小,选择一个对吞吐量贡献最大的节点做为协作中继。并仿真验证了本算法的性能。
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