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认知无线网络信道估计时延优化方法

夏凯莉  
【摘要】:在无线通信领域,日益增长的用户需求和有限的频谱资源之间的矛盾越来越突出。有限的频谱资源会对无线通信技术的发展产生制约,认知无线电技术的提出,给频谱资源的利用提出了新的想法,将传统的静态分配频谱资源转变为动态的频谱资源分配。在认知无线电中信道估计是认知无线电优化的一个重要方向,而频谱感知技术是信道估计中最为关键的技术,其中信道估计时间的长短会影响系统吞吐量,如果信道估计时间过长会导致系统吞吐量减小,信道估计时间过短会影响频谱感知信道估计的准确性,增加对授权用户的干扰,所以对于信道估计时间的优化是十分有研究价值的,本文研究了认知无线网络中采用频谱感知技术进行信道估计时延优化的方法,论文主要的研究工作和研究成果如下:(1)系统地介绍了认知无线电频谱感知和认知无线电频谱感知时延的国内外研究现状,并重点分析了认知无线网络的概念,认知中继网络、频谱感知的优势、关键技术以及对频谱感知时延优化的常用方法。(2)为了对认知无线网络频谱感知信道估计时延进行优化,本文分析了基于OFDM的认知无线网络频谱感知信道估计时延优化模型,提出一种以系统吞吐量最大化为目标,以信道干扰和信道功率为主要约束的认知无线网络信道估计时延优化模型,并采用随机规划方法,对频谱感知信道估计时延优化模型进行求解简化。计算机仿真结果表明,该算法是切实有效的,具有一定的工程应用价值。(3)本文在认知无线网络中加入协作中继,以译码转发中继协作组成单信道认知中继网络,在分析加入中继的单信道认知无线网络频谱感知信道估计时延的性能基础上,提出一种译码转发认知中继网络信道估计时延模型,并采用改进的随机规划算法,对信道估计时延模型进行推导化简,得到译码转发认知中继网络信道估计时延的凸函数模型,通过计算机仿真得到最优的信道估计时延,提高了系统吞吐量,验证了算法的有效性和可靠性。


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