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随着无线通信业务的快速增长,无线通信可利用的有限频谱资源日益稀缺。认知无线电(CR)通过伺机地接入授权频谱以提高频谱利用率,是未来无线通信系统中的一个重要技术。无线中继通信具有灵活多样的拓扑结构和信号处理方式,将其应用于CR中,能够有效提高系统容量、增加网络覆盖、降低发射功率。功率控制是无线通信的关键技术之一,在CR网络中,通过合理控制认知用户的发射功率,一方面可以保证主用户的服务质量,另一方面可以改善CR系统的性能。
本文研究衬垫(Underlay)认知网络中继传输的中继选择与功率分配算法,所做主要工作有:
1、针对源和目的不能直接通信,且位于使用不同频谱资源的主用户附近的情形,在源和目的间引入中继以实现通信,其中源节点使用目的节点附近的主用户频段,中继使用源节点附近的主用户频段。应用凸优化方法在源和中继间进行功率分配并给出该分配问题的解析解,其中该分配方案是以最小化误比特率为优化目标,以总发射功率和平均干扰功率为约束条件。仿真结果表明,与平均功率分配算法相比,所给算法能够显著降低系统的误比特率。
2、针对源和目的距离较远,且位于同一个主用户的覆盖区内的情形,在源和目的间建立多跳路由实现通信,源节点和各中继均使用同一主用户频段。给出一种利用位置信息,以优化跳数和总发射功率为目标的中继选择算法;同时给出一种以最大化系统容量为优化目标、以总发射功率和接收信干比为约束条件的功率分配算法。仿真结果表明,所给算法能够有效降低系统总发射功率和提高系统容量。