認知無線電網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)合作中繼選擇算法的研究.pdf

1、在無線通信終端日益普及的今天，頻譜資源已經(jīng)成為了一種寶貴的稀缺資源。然而目前大部分的頻譜都是固定分配給用戶，但是用戶對頻譜的使用在時間和空間上都具有多樣性，這樣就造成了頻譜資源的嚴重浪費，頻譜資源利用率較低。認知無線電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于其可以感知網(wǎng)絡(luò)中的空閑頻段并動態(tài)調(diào)整通信參數(shù)來利用空閑頻譜而得到了廣泛的關(guān)注，被認為是一種提高頻譜資源利用率的有效途徑。然而，在認知無線電網(wǎng)絡(luò)中，雙方的通信也會受到陰影、衰落等因素的影響，而不能滿足通信質(zhì)量。合

2、作中繼技術(shù)具有空間分集增益，可以有效地對抗衰落，提高通信質(zhì)量。中繼選擇算法是合作中繼的關(guān)鍵技術(shù)，它主要幫助用戶高效的選擇合適的中繼節(jié)點。而無線網(wǎng)絡(luò)中的大部分用戶是處于不斷移動的狀態(tài)，將理論研究與實際的移動模型相結(jié)合十分具有現(xiàn)實意義。所以本文主要研究的是認知無線電網(wǎng)絡(luò)中針對移動用戶的合作中繼選擇算法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴將合作中繼選擇算法建立在用戶處于移動狀態(tài)的基礎(chǔ)上，更接近于現(xiàn)實的網(wǎng)絡(luò)場景，這是以往的研究工作所忽視卻對于算

3、法的實際實施十分必要的。⑵將優(yōu)化停止理論應(yīng)用在了動態(tài)中繼選擇算法上，使得中繼選擇過程中不需要遍歷所有的中繼節(jié)點，從而大大減小了中繼選擇的時間和損耗，提高了中繼選擇的效率。本文首先介紹了合作中繼選擇算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并重點強調(diào)了本文研究內(nèi)容的背景意義和必要性。然后介紹了認知無線電的基本原理、移動社交網(wǎng)的常用模型、合作中繼技術(shù)的基本原理及本文引入算法的基本原理。為了解決網(wǎng)絡(luò)中用戶移動性的問題，我們引入了約束馬爾科夫決策過程模型，將主用戶

4、的位置移動和緩存器狀態(tài)作為主用戶的兩個狀態(tài)，將丟包率和中繼傳輸損耗作為約束條件，并用線性規(guī)劃進行求解，中繼選擇算法達到了系統(tǒng)通信質(zhì)量和損耗之間的動態(tài)平衡。然而這種算法具有兩個局限性，首先它并沒有考慮SU的移動性，而且它對中繼的選擇的需要以遍歷所有候選中繼為基礎(chǔ)，這降低了中繼選擇效率。所以，為了使移動模型更加接近現(xiàn)實情況，并解決遍歷所有中繼節(jié)點所導(dǎo)致的中繼選擇效率低的問題，我們將移動模型進一步復(fù)雜化，創(chuàng)新性地將用戶的移動性建模轉(zhuǎn)化為次級用