协作ARQ技术及其在认知无线电网络中应用研究.pdf

单位代码: 10293 密级:





硕士学位论文

论文题目: 协作 ARQ 技术及其在
认知无线电网络中应用研究


学号 Y001090602
姓名吴润铎
导师郑宝玉教授
学科专业信号与信息处理
研究方向无线通信与信号处理技术
申请学位类别工学硕士
论文提交日期 2012 年 3 月
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研究生签名:____________ 导师签名:____________ 日期:_____________
南京邮电大学
硕士学位论文摘要


学科、专业:工学、信号与信息处理
研究方向:无线通信与信号处理技术


作者:吴润铎
指导教师:郑宝玉教授


题目:协作 ARQ 技术及其在认知无线电网络中应用研究
英文题目:Technology Research on Cooperative ARQ and Its Application in
Cognitive works


主题词:协作 ARQ 协议,认知无线电,协作,中继,重传次数
Keywords: Cooperative ARQ Protocol, Cognitive Radio, Cooperative, Relay,
Retransmissions
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
摘要
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 Time
Markov 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。

关键词:协作