本文選題：認(rèn)知無線電 + OFDM�。� 參考：《浙江工業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：隨著無線通信技術(shù)進(jìn)行的研究和技術(shù)上的不斷創(chuàng)新,無線通信的發(fā)展日新月異,無線用戶數(shù)量逐漸普及。然而,無線通信技術(shù)正處于發(fā)展之中,仍有許多難題需要解決,其中由于無線通信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,帶來的頻譜資源趨于飽和的問題,現(xiàn)有的技術(shù)存在非常大的局限性。現(xiàn)有研究表明,雖然頻譜資源飽和,但是,對已有的頻譜利用并不充分。如何解決頻譜資源緊張,同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)性能,引起國內(nèi)外很多學(xué)者的關(guān)注和研究。而認(rèn)知無線電的理論和技術(shù)被認(rèn)為是解決這一問題的很有前途的技術(shù)。認(rèn)知無線電主要是一個(gè)智能的無線通信技術(shù),具備三個(gè)方面的能力:首先能夠檢測到授權(quán)和非授權(quán)的空閑頻譜資源;然后能夠接入空閑頻譜;還要能夠依據(jù)其所在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化自己調(diào)整天線的各項(xiàng)參數(shù),從而達(dá)到通信的目的。這項(xiàng)技術(shù)通過提高頻譜的利用率來解決頻譜資源緊張的難題。同時(shí)協(xié)作中繼技術(shù),可以對抗無線傳輸中信道傳輸衰落的影響,是增強(qiáng)無線系統(tǒng)傳輸范圍和提高QoS(Quality of Service)的重要技術(shù)。本文以認(rèn)知無線電作為背景,結(jié)合中繼協(xié)作技術(shù),研究了如何解決如何在不影響主用戶(Primary User,PU)傳輸?shù)那闆r下,使次級用戶(Secondary User,SU)不僅能夠利用多余的網(wǎng)絡(luò)資源傳輸自己的數(shù)據(jù),還能幫助主用戶提高系統(tǒng)傳輸性能,提高無線網(wǎng)絡(luò)中資源的利用率。本文的主要工作和貢獻(xiàn)如下:第一,針對普通雙跳認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)中存在的中繼距離不夠,無法進(jìn)行雙向通信的問題,提出了一種新的三跳中繼模型,可以充分利用認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的通信對,來組成三跳網(wǎng)絡(luò),提高了傳輸距離,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了認(rèn)知用戶之間的雙向通信。第二,針對越來越多的使用電池的無線設(shè)備出現(xiàn)的能效優(yōu)化問題,提出了通過網(wǎng)絡(luò)編碼雙向中繼減少資源消耗,并利用節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)拇鷥攣砥骄姵氐哪芰肯?從而提高系統(tǒng)的總傳輸數(shù)據(jù)量。第三,以O(shè)FDM為載體,研究基于合作的正交式頻譜共享模型下認(rèn)知用戶功率分配。根據(jù)OFDM的特點(diǎn),分析認(rèn)知用戶與授權(quán)用戶相互之間的干擾并建立干擾模型,通過啟發(fā)式的子載波匹配方式來對能效進(jìn)行優(yōu)化。第四,針對無線網(wǎng)絡(luò)中使用電池的節(jié)點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)“浪費(fèi)”狀態(tài)或者“餓死”狀態(tài),提出了將網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量傳輸分為時(shí)間維度和節(jié)點(diǎn)維度建立傳輸模型,并通過拉格朗日法求最優(yōu)解,來提高節(jié)點(diǎn)的能量利用率和節(jié)點(diǎn)的總吞吐量。
[Abstract]:With the research and innovation of wireless communication technology, the development of wireless communication is changing with each passing day, and the number of wireless users is becoming more and more popular. However, with the development of wireless communication technology, there are still many difficult problems to be solved. Due to the rapid development of wireless communication services, the spectrum resources tend to saturation, and the existing technology has great limitations. Existing studies show that, although the spectrum resources are saturated, the existing spectrum is not fully utilized. How to solve the shortage of spectrum resources and make use of network nodes to enhance network performance has attracted the attention and research of many scholars at home and abroad. The theory and technology of cognitive radio is considered to be a promising technology to solve this problem. Cognitive radio is an intelligent wireless communication technology, which has three capabilities: first, it can detect the free spectrum resource, then it can access the free spectrum. It also can adjust the antenna parameters according to the change of the wireless network environment, so as to achieve the purpose of communication. This technique solves the problem of the shortage of spectrum resources by improving the efficiency of spectrum. At the same time, cooperative relay technology, which can resist the influence of channel fading in wireless transmission, is an important technology to enhance the transmission range of wireless system and improve the QoS(Quality of Service. Based on cognitive radio and relay cooperation technology, this paper studies how to solve the problem of how to make secondary user can not only use redundant network resources to transmit their own data without affecting primary user PUU transmission, but also the secondary user can use redundant network resources to transmit their own data. It can also help the primary user to improve the transmission performance of the system and improve the utilization of resources in the wireless network. The main work and contributions of this paper are as follows: first, a new three-hop relay model is proposed to solve the problem that the relay distance is not enough in the general two-hop cognitive relay network. It can make full use of the communication pairs of cognitive nodes to form a three-hop network, improve the transmission distance, and realize the two-way communication between cognitive users at the same time. Secondly, aiming at the problem of energy efficiency optimization in more and more wireless devices using battery, the paper proposes to reduce resource consumption by network coded bidirectional relay, and to use the compensation of transmission between nodes to average battery energy consumption. In order to improve the total data transmission system. Thirdly, using OFDM as the carrier, the power allocation of cognitive users based on cooperative orthogonal spectrum sharing model is studied. According to the characteristics of OFDM, the interference between cognitive users and authorized users is analyzed, and the interference model is established, and the energy efficiency is optimized by heuristic subcarrier matching. Fourthly, aiming at the status of "waste" or "starvation" of nodes using batteries in wireless networks, a transmission model is proposed to divide the energy transmission of nodes into time dimension and node dimension. In order to improve the energy utilization rate and the total throughput of the nodes, the Lagrange method is used to find the optimal solution.
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN925

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本文編號：1943443