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认知协作无线网络中基于遗传算法的多中继选择策略研究

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1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外的研究现状

1.3 论文的研究内容和文章结构

2 认知协作网络中中继选择关键技术研究

2.1 协作通信技术

2.2 认知无线电技术

2.3 遗传算法相关技术

2.4 中继选择性能的评价标准

2.5 本章小结

3 基于系统和速率和能效的多中继选择策略

3.1 引言

3.2 系统模型

3.3 基于和速率和能效的中继选择策略

3.4 仿真结果与分析

3.5 本章小结

4 服务质量约束下基于能效的中继选择策略

4.1 算法描述和流程

4.2 仿真结果与分析

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 未来工作展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间的学术成果

附录2 英文缩写对照表

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摘要

在无线通信发展过程中,用户对数据传输速率和服务质量的高要求促使无线通信技术向着以提高速率和通信质量的方向发展。协作通信是通过中继站或者相邻用户进行合作传输,这种方式可以提升系统容量、克服多径衰落、减小中断概率。然而协作通信系统的性能会因为中继的协作方式、选择策略、功率分配的不同而差异巨大,因此协作通信中的中继选择和功率分配已成为无线通信领域的研究热点。
  本文主要是对认知协作无线网络中多中继选择策略的研究。本文首先简单介绍了协作通信中中继选择的研究背景和意义,同时阐述了国内外在中继协作方式、中继选择策略、协作认知无线网络的研究现状,介绍了在协作通信、认知无线电和遗传算法等方面的相关技术。提出了利用遗传算法基于和速率和系统能效联合的次优多中继选择策略,此策略合理的利用遗传算法群体优化搜索的优势,快速获得群体中和速率和能效联合最优的中继合作方案。通过仿真结果表明,本文提出的策略相对于获得最大和速率的选择方案以接近10%的和速率代价获得超过50%的系统能效增益。
  在和速率和能效联合的中继选择策略基础上提出了QoS约束下基于系统能效评价的中继选择策略,当系统和速率达不到QoS约束时改变中继端的发射功率保证系统和速率,当和速率达到QoS约束时选择群体中具有最大能效值组合的合作方案。通过仿真结果表明,此策略可以在低和速率时保障中继网络正常运行,在满足系统最低和速率需求时提高系统能效。

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