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协作分集技术可以共享彼此的天线形成虚拟的天线阵列，协作传输各自的数据信息，成为无线通信领域的研究热点，其中协作中继的使用在未来的无线接入网中具有广阔的前景，被看作4G技术发展的一个重要组成部分。鉴于协作ARQ（Automatic Repeat Request）对译码转发（Decode and Forward）中继的良好适应性，协作ARQ协议受到了越来越多的关注。随着无线通信技术的迅速发展，无线数据业务的支持能力在不断提高，日益增长的无线接入需求和有限的频谱资源之间形成了矛盾，认知无线电技术被认为是解决这一矛盾的有效手段，成为研究热点。关于协作频谱感知，协作功率控制等研究成为热点，而对认知无线电网络中的协作ARQ协议的研究却鲜有关注，本文便围绕认知无线电网络中的协作ARQ协议的新特点展开研究。在论文的第一部分，充分研究了经典协作ARQ协议的基本原理，研究了认知无线电网络二级用户协作通信场景下，协作ARQ协议的新特性，提出了一种基于条件概率重传的新协作ARQ协议，该协议适用于认知无线电网络中多用户多中继的场景，利用该协议可以减少源节点参与重传的次数，从而为源节点向其他用户发送新的数据帧赢得了更多机会，达到了提高整个系统吞吐量的目的。在利用条件概率公式和DTMC（Discrete TimeMarkov Chain）对其进行了理论推导的基础上，通过仿真给出了结果，证明了协议的有效性。在论文的第二部分，本文提出了一种基于智能学习的协作ARQ协议，该协议适用于认知无线电网络中单用户多中继的场景，该协议使中继具有了自我学习能力，在重传过程中可能把非解码中继变成解码中继，从而增加了解码中继的数目，达到了提高分集增益的目的，相比于传统协作ARQ协议，降低了平均重传次数和丢包率。本文详细描述了协议的工作流程，给出了数学推导，并通过仿真证明在认知无线电网络二级用户协作通信场景下，该机制较传统的多中继协作ARQ协议有更好的性能。