文獻標(biāo)識碼: A
文章編號： 0258-7998(2012)10-0096-03
認知無線電技術(shù)能提高對頻譜資源的有效利用率，但不能克服無線環(huán)境中的信道衰落等問題，而協(xié)同通信恰恰能有效地解決這方面的問題。因此，融合認知無線電技術(shù)與協(xié)同通信技術(shù)，能有效解決無線信道的衰落和頻譜資源有限這兩大問題[1-7]。參考文獻[3]研究了在重疊共享（US）方式下的認知系統(tǒng)信道容量，指出通過波束成形和中繼選擇協(xié)作可有效改善系統(tǒng)性能。參考文獻[4]推導(dǎo)了US方式下認知中繼系統(tǒng)的中斷性能上界。
本文主要研究了在US方式下認知系統(tǒng)通過采用不同中繼選擇協(xié)議的中斷性能，分別推導(dǎo)了高信噪比時基于SAF、SDF和HPRS協(xié)議的中斷概率近似表達式。仿真結(jié)果表明，中斷概率與干擾限制條件和認知用戶峰值功率密切相關(guān)，HPRS性能要優(yōu)于SAF和SDF的。
1 系統(tǒng)模型
認知系統(tǒng)傳輸模型如圖1所示，考慮一個認知網(wǎng)絡(luò)包括一個授權(quán)用戶PU（Primary User）節(jié)點，一個認知用戶SU（Secondary User）源節(jié)點，一個SU目的節(jié)點和M個SU中繼節(jié)點。認知系統(tǒng)的通信過程分兩個時隙完成：第一時隙，源節(jié)點廣播信息, 中繼i(i=1,…,M)和目的節(jié)點的接收信號yi和yd,1分別為:
本文理論推導(dǎo)了SAF、SDF和HPRS在高信噪比時認知系統(tǒng)中斷概率近似表達式，并且對其中斷概率進行了Monte Carlo仿真，結(jié)果表明，近似曲線與仿真曲線較接近，因此驗證了近似表達式的正確性，同時對比了三種協(xié)議的性能，發(fā)現(xiàn)HPRS中斷性能始終最優(yōu)。由于認知用戶發(fā)射節(jié)點同時需要滿足干擾限制及峰值功率限制，因此最終的中斷概率與這兩個限制條件密切相關(guān)。
參考文獻
[1] ZHAO Y, ADVE R. Improving amplify-and-forward relaying networks: optimal power allocation versus selection[J]. IEEE Transactions on Wireless Communieations,2007,6(8):3114-3123.
[2] BLETSAS A, SHIN H, WIN M. Outage optimality of opportunistic Amplify-and-Forward Relaying[J]. IEEE Communications Letters,2007,11(3):261-263.
[3] Lun Chunhua, LETAIEF K B. User cooperation in heterogeneous cognitive radio networks with interference reduction[C]. ICC 2008 proceedings, 2008:3193-3197.
[4] GUO Y, KANG G. Outage performance of relay-assisted cognitive-radio system under spectrum-sharing constraints[J]. Electronics Letters, 2010(46):182-184.
[5] SIMEONE O, SPAGNOLINI U. Cooperation and cognitive radio[C]. In Proc.of the IEEE ICC’2007, Glasgow, Scotland, Dec. 2007:6511-6515.
[6] DEVROYE N, MITRAN P, TAROKH V. Limits on communications in a cognitive radio channel[J]. IEEE Communications Magazine, 2006,44(6):44-49.
[7] ETKIN R, PAREKH A, TSE D. Spectrum sharing for unlicensed bands[C]. Proceedings of the IEEE DySPAN’2005, Baltimore, USA, 2005:251-258.
[8] LANEMAN J N, TSE D N C, WORNELL G W. Cooperative diversity in wireless networks: efficient protocols and outage behavior[J].IEEE Transactions on Information Theory,2004,50(12)：3062-3080.