隨著對無線資源需求的與日俱增,人們已經(jīng)利用了幾乎所有可利用的頻段,并且由于頻譜分配的不合理性,使得頻譜資源已經(jīng)變成一種稀缺資源。認知無線電技術可以通過頻譜感知等技術,利用授權用戶(主用戶)未正在使用的頻譜來有效地提高頻譜利用率。通常,如果主用戶當前處于空閑狀態(tài)時,則次級用戶可以暫時接入主用戶的頻段。對于底層網(wǎng)絡,次級用戶和主用戶同樣可以實現(xiàn)頻譜共享,那么就要求次級用戶對主用戶的干擾必須低于主用戶預先設定的門限干擾功率。為了保障主用戶的服務質(zhì)量,次級用戶不得不采用一個較低的發(fā)射功率,不可避免的限制了信號的覆蓋范圍。因此將協(xié)作分集技術引入到次級用戶系統(tǒng)以彌補因發(fā)射功率不足帶來的覆蓋范圍損失。其中,放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議(AF,amply and forward)以其低復雜度被廣泛應用。采用該協(xié)議的中繼對接收到的信號進行放大處理,然后再轉(zhuǎn)發(fā)信號至信宿節(jié)點。另一種是譯碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議(DF,decode and forward),中繼將接收到的信號首先進行譯碼然后再重新編碼轉(zhuǎn)發(fā)至信宿。但是,當前的文獻主要集中在對AF認知協(xié)作技術的研究,而很少有文獻研究DF的認知協(xié)作通信技術�；谏鲜隹紤],本文對DF認知協(xié)作通信技術進行了深入研究,主要工作如下:1.在多個主用戶共存的情境下,提出一種新型DF認知協(xié)作通信系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)的信源節(jié)點和中繼節(jié)點均只配備單根天線,而在信宿處配置了多根接收天線并使用最大比合并技術來進行信號的接收。此外,對該認知協(xié)作通信系統(tǒng)的中斷概率性能進行了分析推導,得到了系統(tǒng)性能的精確表達式和漸進表達式。最后,通過利用蒙特卡洛仿真驗證了所得結果的正確性,仿真結果顯示通過對系統(tǒng)信宿節(jié)點天線個數(shù)的增加,系統(tǒng)的整體性能有所改善。2.構建一個新型的兩跳式DF認知協(xié)作通信系統(tǒng)方案,在次級通信系統(tǒng)周圍存在多個主用戶的環(huán)境下,對次級系統(tǒng)的性能進行研究。該系統(tǒng)在接收端存在多個次級信宿,并采用基于接收端信噪比最優(yōu)的方式進行多用戶選擇。在文中我們得到了系統(tǒng)中斷概率的閉合表達式以及在大信噪比時的漸進表達式。并且,計算機仿真結果和分析結果完全吻合,最后仿真結果顯示基于多用戶技術的系統(tǒng)性能較傳統(tǒng)的協(xié)作系統(tǒng)有很大改善。3.設計一個基于DF認知協(xié)作通信系統(tǒng)的最優(yōu)中繼選擇策略,并且研究了該系統(tǒng)在不同的功率分配方案,即固定發(fā)射功率和自適應發(fā)射功率下的系統(tǒng)中斷概率性能,計算出了系統(tǒng)中斷概率的精確結果和漸進結果。最后,通過蒙特卡洛仿真驗證了文中所得結論的正確性。仿真結果顯示通過增加中繼個數(shù),系統(tǒng)的性能有所改善,并且自適應發(fā)射功率的系統(tǒng)性能要優(yōu)于固定發(fā)射功率的系統(tǒng)性能,但是自適應發(fā)射功率的信號前綴信息過多,因此隨著中繼個數(shù)增加,會對系統(tǒng)造成很大的負擔。
【學位單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TN925
【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 協(xié)作通信的背景
        1.1.2 認知無線電的背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 協(xié)作通信的提出
        1.2.2 認知無線電的提出
        1.2.3 認知協(xié)作通信的發(fā)展
    1.3 目前研究熱點及存在的問題
    1.4 本文研究內(nèi)容
    1.5 本文組織結構
2 認知協(xié)作通信的理論基礎
    2.1 衰落信道的特點與建模
        2.1.1 信道的時間特性
        2.1.2 信道頻率特性
        2.1.3 頻率平坦衰落信道模型
        2.1.4 幾種經(jīng)典信道統(tǒng)計模型
    2.2 認知協(xié)作通信系統(tǒng)中的發(fā)射功率選擇方案
        2.2.1 自適應功率發(fā)射
        2.2.2 固定功率發(fā)射
    2.3 中斷概率
    2.4 分集合并技術
        2.4.1 選擇合并
        2.4.2 最大比合并
        2.4.3 性能對比與仿真
    2.5 協(xié)作通信的協(xié)議
        2.5.1 放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議（AF）
        2.5.2 譯碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議（DF）
        2.5.5 仿真結果分析
    2.6 本章小結
3 基于MRC的多天線DF認知通信技術研究
    3.1 系統(tǒng)和信道模型
    3.2 中斷概率分析
    3.3 仿真結果與分析
    3.4 本章小結
4 基于多用戶技術的DF認知通信系統(tǒng)性能研究
    4.1 系統(tǒng)模型
    4.2 各模塊的算法設計與實現(xiàn)
    4.3 漸進表達式
    4.4 計算機仿真及分析
    4.5 本章小結
5 DF認知協(xié)作通信技術中的中繼選擇策略研究
    5.1 系統(tǒng)模型
    5.2 中繼選擇方案
        5.2.1 ATP模式下的中繼選擇
        5.2.2 FTP模式下的中繼選擇
        5.2.3 信號前綴結構比較
    5.3 中斷概率分析
        5.3.1 ATP模式下的中斷概率
        5.3.2 FTP模式下的中斷概率
    5.4 仿真結果和分析
    5.5 本章小結
6 本文總結和展望
    6.1 本文總結
    6.2 未來工作展望
參考文獻
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 梅中輝;李曉飛;;協(xié)作通信技術[J];數(shù)據(jù)通信;2009年05期

2 張超;廖曉光;王衛(wèi)東;衛(wèi)國;;基于功率最優(yōu)化分配的選擇性協(xié)作通信模式[J];中國科學技術大學學報;2010年04期

3 廖素引;徐磊;趙燕;李桂華;衛(wèi)敏;;協(xié)作通信中網(wǎng)絡拓撲結構的最佳中繼定位[J];小型微型計算機系統(tǒng);2012年07期

4 詹瑞;劉俊;;協(xié)作通信技術的研究進展[J];數(shù)字通信;2013年01期

5 杜偉華;劉紫燕;;兩跳中繼協(xié)作通信技術的研究與仿真[J];通信技術;2013年02期

6 范鵬;;協(xié)作通信及其在移動通信系統(tǒng)中的應用[J];電信快報;2013年03期

7 徐永杰;;基于不同中繼策略的協(xié)作通信技術研究[J];互聯(lián)網(wǎng)天地;2013年04期

8 商敏紅;;基于固定中繼的協(xié)作通信性能分析與仿真[J];大眾科技;2014年01期

9 李昌;阮秀凱;;協(xié)作通信中突發(fā)短幀信號的直接盲恢復[J];電子與信息學報;2014年04期

10 朱康辛,李珂,李建華,諸鴻文;同步協(xié)作通信的發(fā)送方時延性能比較[J];通信技術;2000年02期

相關博士學位論文 前10條

1 唐蕾;LDPC編碼MIMO多中繼協(xié)作通信的性能研究和QC-LDPC碼的優(yōu)化設計[D];南京航空航天大學;2013年

2 張燕;無線多天線協(xié)作通信系統(tǒng)研究[D];大連海事大學;2015年

3 Waheed ur Rehman（瑞曼）;60GHz網(wǎng)絡的協(xié)作通信和資源分配技術[D];北京郵電大學;2015年

4 李東武;協(xié)作通信中的分集接收技術研究[D];西安電子科技大學;2015年

5 翟文艷;隧道無線協(xié)作通信系統(tǒng)容量與性能優(yōu)化[D];中國礦業(yè)大學;2015年

6 姜華;無線通信系統(tǒng)的中繼協(xié)作關鍵技術研究[D];南京大學;2013年

7 盧昊;多中繼協(xié)作通信的跨層設計與優(yōu)化[D];中國科學技術大學;2016年

8 趙雄偉;協(xié)作通信關鍵技術研究[D];解放軍信息工程大學;2009年

9 祝開艷;基于編碼的協(xié)作通信技術研究[D];大連理工大學;2014年

10 陳純鍇;無線網(wǎng)絡協(xié)作通信關鍵技術研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 郭佳美;基于多點協(xié)作通信的異構蜂窩網(wǎng)部署規(guī)劃研究[D];大連海事大學;2015年

2 張曉青;基于協(xié)作通信機制的無線傳感器網(wǎng)絡中繼策略研究[D];河北工程大學;2015年

3 董培浩;基于機會和緩沖中繼的多中繼協(xié)作方案的設計與分析[D];山東大學;2015年

4 陳艷杰;OFDM協(xié)作通信系統(tǒng)信道估計技術研究[D];河南科技大學;2015年

5 甘立記;基于預編碼的協(xié)作通信系統(tǒng)信道估計[D];河南科技大學;2015年

6 代益群;基于網(wǎng)絡編碼的水聲雙向中繼協(xié)作通信研究[D];大連理工大學;2015年

7 張瓊;3-D Turbo碼在中繼協(xié)作傳輸方案中的應用[D];西安電子科技大學;2014年

8 張夢婷;協(xié)作通信中的中繼選擇和用戶調(diào)度公平性研究[D];西安電子科技大學;2014年

9 廖春蘭;協(xié)作通信系統(tǒng)中的中繼協(xié)作技術研究[D];西安電子科技大學;2014年

10 唐云帥;協(xié)作通信技術研究[D];西安電子科技大學;2009年

本文編號：2876575