本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及協(xié)作中繼技術(shù)，更進(jìn)一步涉及一種認(rèn)知正交協(xié)同傳輸，可用于對(duì)存在主用戶干擾時(shí)的認(rèn)知無(wú)線電通信。

背景技術(shù)：

無(wú)線通信的飛速發(fā)展和大量新興無(wú)線應(yīng)用的涌現(xiàn)為人們的工作、生活提供了愈漸豐富和便利的服務(wù)。然而，隨著移動(dòng)通信系統(tǒng)和無(wú)線設(shè)備的迅猛增長(zhǎng)，可以利用的頻譜變得日漸緊張，已無(wú)法滿足人們?nèi)找鎻?fù)雜的無(wú)線應(yīng)用需求。與此同時(shí)，按照美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)FCC的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，大部分已授權(quán)頻譜在不同區(qū)域或時(shí)段經(jīng)常處于閑置狀態(tài)，導(dǎo)致頻譜資源實(shí)際的平均利用率僅有大約30％。為了緩解不斷增長(zhǎng)的無(wú)線通信需求和頻譜資源緊缺之間的矛盾，認(rèn)知無(wú)線電CR技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。在實(shí)際的認(rèn)知無(wú)線電通信中，由于功率限制、多徑衰落、陰影遮蔽、干擾噪聲等因素影響而導(dǎo)致現(xiàn)有的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”通信性能惡化，降低了認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中單點(diǎn)信號(hào)傳輸和接收的可靠性。

相對(duì)于直接傳輸系統(tǒng)，中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)助源節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)南到y(tǒng)可以獲得容量增益，最典型的協(xié)作中繼傳輸是包括源節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的三節(jié)點(diǎn)單中繼兩跳協(xié)作中繼傳輸。在單中繼協(xié)作傳輸中，不同的傳輸節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)共享彼此的天線，形成虛擬的多輸入多輸出MIMO天線陣列，使得單天線節(jié)點(diǎn)也可以獲得空間分集增益，以實(shí)現(xiàn)抵抗無(wú)線通信信道衰落的效果。相對(duì)于MIMO技術(shù)，協(xié)作中繼傳輸技術(shù)不需要在無(wú)線終端配備多根天線，為不適宜安裝多根天線的手持終端、傳感器節(jié)點(diǎn)等增加信道容量提供了可行途徑。

因此，研究基于協(xié)作中繼思想的認(rèn)知傳輸理論對(duì)保障無(wú)線通信系統(tǒng)的高可靠傳輸具有重要的研究意義和研究?jī)r(jià)值。

在傳統(tǒng)的基于時(shí)分復(fù)用的協(xié)作分集系統(tǒng)中，典型的兩用戶協(xié)作場(chǎng)景為：每個(gè)用戶將自身可用時(shí)隙的一半來(lái)發(fā)送本地信息，另一半用來(lái)發(fā)送伙伴的中繼信息。顯然，此類協(xié)作資源分配方式并不是最優(yōu)的，它會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)帶寬擴(kuò)展和協(xié)作用戶的速率損失。因此如何設(shè)計(jì)更為高效的協(xié)作資源分配方式是協(xié)作分集領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種存在主用戶干擾時(shí)的認(rèn)知正交協(xié)同傳輸方法，以在不增加系統(tǒng)帶寬的情況下進(jìn)行協(xié)作傳輸，同時(shí)減小協(xié)作用戶的速率損失。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下：

(1)次用戶源節(jié)點(diǎn)s估計(jì)自己與主用戶接收機(jī)v_q之間的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息a_q，確定自己的發(fā)射功率P_s，并以發(fā)射功率P_s廣播導(dǎo)頻信號(hào)，1≤q≤M,M表示主用戶接收機(jī)數(shù)目；

(2)次用戶目的節(jié)點(diǎn)d估計(jì)主用戶發(fā)射機(jī)與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息e_j，同時(shí)根據(jù)接收到的信號(hào)質(zhì)量估計(jì)其接收信干噪比ε_j，并根據(jù)估計(jì)的信干噪比ε_j解碼接收到的信號(hào)，1≤j≤N,N表示主用戶的發(fā)射機(jī)數(shù)目；

(3)次用戶目的節(jié)點(diǎn)對(duì)解碼后的信號(hào)進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)，若校驗(yàn)成功則次用戶源節(jié)點(diǎn)開始發(fā)送數(shù)據(jù)；若校驗(yàn)失敗，則執(zhí)行步驟4；

(4)所有的中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的次用戶源節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)估計(jì)接收信干噪比γ_i，并根據(jù)自己估計(jì)的接收信干噪比γ_i解碼接收到的信號(hào)，1≤i≤K，K表示中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目；

(5)所有的中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)解碼后的信號(hào)進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)：

若沒有通過(guò)校驗(yàn)，則視為解碼失敗，中繼節(jié)點(diǎn)不再轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點(diǎn)信息至次用戶目的節(jié)點(diǎn)；

若通過(guò)校驗(yàn)，則視為解碼成功，執(zhí)行步驟(6)；

(6)中繼節(jié)點(diǎn)估計(jì)自己與主用戶接收機(jī)之間的信道狀態(tài)信息f_iq，確定發(fā)射功率P_i,并以發(fā)射功率P_i發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)給次用戶目的節(jié)點(diǎn)，次用戶目的節(jié)點(diǎn)在接收到中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)后回復(fù)一個(gè)應(yīng)答信號(hào)；

(7)各中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到次用戶目的節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答信號(hào)估計(jì)其與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的信道狀態(tài)信息h_i，并結(jié)合主用戶發(fā)射機(jī)與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息e_j，得到各中繼在次用戶目的節(jié)點(diǎn)的接收信干噪比δ_i；

(8)基于分布式計(jì)時(shí)器的方法將計(jì)時(shí)器中1/δ_i最先減為0的中繼節(jié)點(diǎn)選為最佳中繼r_b，并由其轉(zhuǎn)發(fā)重新編碼后的次用戶源節(jié)點(diǎn)信息的正交復(fù)本至次用戶目的節(jié)點(diǎn)；

(9)次用戶目的節(jié)點(diǎn)采用最大比值合并法合并兩個(gè)時(shí)隙接收到的次用戶源節(jié)點(diǎn)信號(hào),完成認(rèn)知正交協(xié)同傳輸。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明考慮了存在主用戶干擾時(shí)的認(rèn)知正交協(xié)同傳輸，在主用戶通信約束下選擇最優(yōu)中繼發(fā)送正交信息，較之現(xiàn)有的不考慮主用戶通信限制的協(xié)同傳輸方法能夠在滿足戶中斷概率要求的前提下實(shí)現(xiàn)次用戶協(xié)作通信。

2、本發(fā)明使用中繼協(xié)作傳輸，不同的傳輸節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)共享彼此的天線，使得單天線節(jié)點(diǎn)也可以獲得多天線節(jié)點(diǎn)的空間分集增益，同時(shí)避免了多天線空間相關(guān)性對(duì)系統(tǒng)性能的影響，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的性能和容量，不僅適合寬帶蜂窩網(wǎng)絡(luò)，而且適合無(wú)線Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。

3、本發(fā)明在整個(gè)協(xié)同傳輸過(guò)程中，根據(jù)直接傳輸鏈路信道質(zhì)量決定是否使用中繼協(xié)同傳輸，既滿足了通信質(zhì)量的要求，又節(jié)約發(fā)送功率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明使用的認(rèn)知協(xié)同傳輸中繼網(wǎng)絡(luò)模型圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖；

圖3是本發(fā)明在存在多個(gè)主用戶干擾時(shí)的中斷概率隨系統(tǒng)信噪比SNRγ的變化曲線；

圖4是本發(fā)明在存在多個(gè)主用戶干擾時(shí)的中斷概率與主用戶發(fā)射機(jī)數(shù)目N的關(guān)系；

圖5是本發(fā)明在存在多個(gè)主用戶干擾時(shí)的中斷概率與主用戶接收機(jī)數(shù)目M的關(guān)系；

圖6是本發(fā)明在存在多個(gè)主用戶干擾時(shí)的中斷概率隨主用戶中斷門限ξ的變化曲線。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，在瑞利衰落環(huán)境下且存在主用戶干擾時(shí)的潛伏式認(rèn)知協(xié)同傳輸中繼網(wǎng)絡(luò)，包括主用戶網(wǎng)絡(luò)和次用戶網(wǎng)絡(luò)。其中，主用戶網(wǎng)絡(luò)由N個(gè)主用戶發(fā)射機(jī)u_j和M個(gè)主用戶接收機(jī)v_q組成，1≤q≤M，1≤j≤N；次用戶網(wǎng)絡(luò)由次用戶源節(jié)點(diǎn)s、K個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)r_i及次用戶目的節(jié)點(diǎn)d組成，1≤i≤K。

在次用戶網(wǎng)絡(luò)中，次用戶源節(jié)點(diǎn)s試圖通過(guò)次用戶源節(jié)點(diǎn)與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的直接鏈路或與K個(gè)選擇協(xié)作解碼，轉(zhuǎn)發(fā)中繼的幫助與次用戶目的節(jié)點(diǎn)通信。圖1中實(shí)線表示次用戶源節(jié)點(diǎn)的傳輸鏈路，虛線表示主用戶發(fā)射機(jī)的傳輸鏈路，點(diǎn)虛線表示中繼節(jié)點(diǎn)的傳輸鏈路。網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)配以單根全向天線且工作在半雙工模式，整個(gè)認(rèn)知協(xié)作中繼傳輸過(guò)程分為兩個(gè)時(shí)隙。假設(shè)接收機(jī)的背景噪聲服從均值為0、方差為N₀的加性高斯白噪聲。

在本發(fā)明中，根據(jù)次用戶源節(jié)點(diǎn)與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的信道質(zhì)量情況，自適應(yīng)地選擇直接傳輸或中繼傳輸。在傳輸?shù)牡谝粫r(shí)隙，次用戶源節(jié)點(diǎn)廣播信息給次用戶目的節(jié)點(diǎn)和所有的中繼節(jié)點(diǎn)，根據(jù)次用戶目的節(jié)點(diǎn)的接收信干噪比，次用戶目的節(jié)點(diǎn)決定是否需要中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸次用戶源節(jié)點(diǎn)信息。如果次用戶目的節(jié)點(diǎn)的接收信干噪比超過(guò)門限γ_s′＝2^Rs-1，則次用戶目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送肯定的反饋信息，且次用戶源節(jié)點(diǎn)在接下來(lái)的時(shí)隙中發(fā)送新的信息，其中R_s表示次用戶的傳輸速率；否則，次用戶目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送否定的反饋信息，且在認(rèn)知協(xié)作中繼傳輸?shù)牡诙r(shí)隙從可以正確解碼次用戶源節(jié)點(diǎn)信息中繼中選擇一個(gè)最佳中繼轉(zhuǎn)發(fā)次用戶源節(jié)點(diǎn)信息至次用戶目的節(jié)點(diǎn)。對(duì)于后一種情況，次用戶目的節(jié)點(diǎn)采用最大比值合并法合并兩個(gè)時(shí)隙接收到的次用戶源節(jié)點(diǎn)信號(hào)。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明基于上述網(wǎng)絡(luò)在存在主用戶干擾時(shí)的進(jìn)行認(rèn)知正交協(xié)同傳輸?shù)牟襟E包含如下：

步驟1，次用戶源節(jié)點(diǎn)s確定自己的發(fā)射功率P_s，并廣播導(dǎo)頻信號(hào)。

(1a)次用戶源節(jié)點(diǎn)s通過(guò)主用戶與次用戶之間的頻段管理設(shè)備或者不需要反饋的信道估計(jì)器估計(jì)自己與主用戶接收機(jī)v_q之間的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息a_q；

(1b)根據(jù)估計(jì)的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息a_q，次用戶源節(jié)點(diǎn)s確定發(fā)射功率P_s：

式中，M表示主用戶接收機(jī)數(shù)目，ξ表示主用戶的中斷門限，即主用戶傳輸中的最大中斷概率，其中R_p表示主用戶的傳輸速率，N₀表示接收機(jī)加性高斯白噪聲的方差，P_q表示主用戶接收機(jī)v_q對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率，表示主用戶接收機(jī)v_q對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)與主用戶接收機(jī)v_q之間的瑞利信道衰落系數(shù)的方差，表示次用戶源節(jié)點(diǎn)s與主用戶接收機(jī)v_q之間瞬時(shí)信道狀態(tài)信息a_q的瑞利衰落系數(shù)的方差。

(1c)次用戶源節(jié)點(diǎn)以發(fā)射功率P_s廣播導(dǎo)頻信號(hào)。

步驟2，次用戶目的節(jié)點(diǎn)估計(jì)接收信干噪比ε_j并解碼接收到的信號(hào)。

由于次用戶目的節(jié)點(diǎn)接收到的信號(hào)除次用戶源節(jié)點(diǎn)廣播的導(dǎo)頻信號(hào)外還有主用戶發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號(hào)，因此需要估計(jì)主用戶發(fā)射機(jī)與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息。

(2a)采用與步驟(1a)中獲得a_q相同的方法或者通過(guò)偵聽主用戶發(fā)射機(jī)發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)，估計(jì)主用戶發(fā)射機(jī)與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息e_j；

(2b)次用戶目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的信號(hào)質(zhì)量和瞬時(shí)信道狀態(tài)信息e_j估計(jì)自己的接收信干噪比ε_j；

(2c)次用戶目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)估計(jì)的信干噪比ε_j解碼接收到的信號(hào)。

步驟3，次用戶目的節(jié)點(diǎn)對(duì)解碼后的信號(hào)進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)。

在傳輸開始時(shí)次用戶源節(jié)點(diǎn)和次用戶目的節(jié)點(diǎn)約定生成多項(xiàng)式，若解碼后的碼字多項(xiàng)式能被約定的生成多項(xiàng)式整除則校驗(yàn)成功，表明次用戶源節(jié)點(diǎn)與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的直接傳輸信道質(zhì)量較好不需要中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸，次用戶源節(jié)點(diǎn)開始發(fā)送數(shù)據(jù)；否則校驗(yàn)失敗，執(zhí)行步驟4。

步驟4，中繼節(jié)點(diǎn)估計(jì)接收信干噪比γ_i并解碼接收到的信號(hào)。

中繼節(jié)點(diǎn)接收到的信號(hào)除次用戶源節(jié)點(diǎn)的信號(hào)外還有主用戶發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號(hào)，因此需要估計(jì)主用戶發(fā)射機(jī)與中繼節(jié)點(diǎn)之間的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息。

(4a)中繼節(jié)點(diǎn)采用與步驟(2a)中獲得e_j相同的方法估計(jì)主用戶發(fā)射機(jī)與中繼節(jié)點(diǎn)之間的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息；

(4b)中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的信號(hào)質(zhì)量和主用戶發(fā)射機(jī)與中繼節(jié)點(diǎn)之間的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息估計(jì)自己的接收信干噪比γ_i，1≤i≤K；

(4c)中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己估計(jì)的接收信干噪比γ_i解碼接收到的信號(hào)。

步驟5，所有的中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)解碼后的信號(hào)進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)。

在傳輸開始時(shí)次用戶源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)約定生成多項(xiàng)式，若解碼后的碼字多項(xiàng)式不能被約定的生成多項(xiàng)式整除，則視為解碼失敗，中繼節(jié)點(diǎn)不再轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點(diǎn)信息至次用戶目的節(jié)點(diǎn)；若能夠整除，則視為解碼成功，執(zhí)行步驟(6)。

步驟6，中繼節(jié)點(diǎn)以發(fā)射功率P_i發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，次用戶目的節(jié)點(diǎn)回復(fù)應(yīng)答信號(hào)；

(6a)中繼節(jié)點(diǎn)采用與步驟(1a)中獲得a_q相同的方法估計(jì)自己與主用戶接收機(jī)之間的信道狀態(tài)信息f_iq；

(6b)根據(jù)估計(jì)的信道狀態(tài)信息，中繼節(jié)點(diǎn)確定發(fā)射功率P_i：

式中，M表示主用戶接收機(jī)數(shù)目，ξ表示主用戶的中斷門限，即主用戶傳輸中的最大中斷概率，其中R_p表示主用戶的傳輸速率，N₀表示接收機(jī)加性高斯白噪聲的方差，P_q表示主用戶接收機(jī)v_q對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率，表示主用戶接收機(jī)v_q對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)與主用戶接收機(jī)v_q之間的瑞利信道衰落系數(shù)的方差，表示中繼節(jié)點(diǎn)r_i與主用戶接收機(jī)v_q之間信道狀態(tài)信息f_iq的瑞利衰落系數(shù)的方差；

(6c)中繼節(jié)點(diǎn)以發(fā)射功率P_i發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)給次用戶目的節(jié)點(diǎn)；

(6d)次用戶目的節(jié)點(diǎn)在接收到中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)后回復(fù)一個(gè)應(yīng)答信號(hào)；

步驟7，解碼成功的各中繼節(jié)點(diǎn)得到自己在次用戶目的節(jié)點(diǎn)的接收信干噪比δ_i。

(7a)中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到次用戶目的節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答信號(hào)估計(jì)其與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的信道狀態(tài)信息h_i；

(7b)中繼節(jié)點(diǎn)結(jié)合信道狀態(tài)信息h_i和主用戶發(fā)射機(jī)與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息e_j，得到各中繼在次用戶目的節(jié)點(diǎn)的接收信干噪比δ_i：

式中，P_i表示次用戶中繼節(jié)點(diǎn)r_i的發(fā)射功率，h_i表示中繼節(jié)點(diǎn)r_i與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的信道狀態(tài)信息，P_j表示主用戶發(fā)射機(jī)u_j的發(fā)射功率，ε_j表示主用戶發(fā)射機(jī)u_j與次用戶目的節(jié)點(diǎn)d之間的信道狀態(tài)信息，N₀表示接收機(jī)加性高斯白噪聲的方差。

步驟8，選出最佳中繼解碼轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點(diǎn)信息的正交復(fù)本。

基于分布式計(jì)時(shí)器的方法將計(jì)時(shí)器中1/δ_i最先減為0的中繼節(jié)點(diǎn)選為最佳中繼r_b，最佳中繼r_b重新編碼次用戶源節(jié)點(diǎn)信息，并將該信息的正交復(fù)本轉(zhuǎn)發(fā)至次用戶目的節(jié)點(diǎn)。

步驟9，次用戶目的節(jié)點(diǎn)采用最大比值合并法將兩個(gè)時(shí)隙接收到的次用戶源節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行合并，完成認(rèn)知正交協(xié)同傳輸。

本發(fā)明的效果可以通過(guò)仿真進(jìn)一步說(shuō)明：

A、仿真條件

假設(shè)P_j＝P_q＝P_u，1≤q≤M，1≤j≤N，1≤i≤K，其中，表示主用戶接收機(jī)v_q對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)與主用戶接收機(jī)v_q之間的瑞利信道衰落系數(shù)的方差，表示次用戶源節(jié)點(diǎn)s與主用戶接收機(jī)v_q之間的瑞利信道衰落系數(shù)的方差，表示中繼節(jié)點(diǎn)r_i與主用戶接收機(jī)v_q之間的瑞利信道衰落系數(shù)的方差，表示次用戶源節(jié)點(diǎn)s與中繼節(jié)點(diǎn)r_i的瑞利信道衰落系數(shù)的方差，表示次用戶源節(jié)點(diǎn)s與次用戶目的節(jié)點(diǎn)d之間的瑞利信道衰落系數(shù)的方差，表示中繼節(jié)點(diǎn)r_i次用戶目的節(jié)點(diǎn)d之間的瑞利信道衰落系數(shù)的方差，表示主用戶發(fā)射機(jī)u_j與中繼節(jié)點(diǎn)r_i之間的瑞利信道衰落系數(shù)的方差，表示主用戶發(fā)射機(jī)u_j與次用戶目的節(jié)點(diǎn)d之間的瑞利信道衰落系數(shù)的方差，P_j表示主用戶發(fā)射機(jī)u_j的發(fā)射功率，P_q表示主用戶接收機(jī)v_q的發(fā)射功率。

假設(shè)主用戶傳輸鏈路、次用戶直接鏈路及中繼傳輸鏈路的平均信道增益和相對(duì)較大，而次用戶節(jié)點(diǎn)與主用戶節(jié)點(diǎn)及主用戶節(jié)點(diǎn)與次用戶節(jié)點(diǎn)之間的平均信道增益和相對(duì)較小。

仿真使用的現(xiàn)有方法有三種：1.次用戶源節(jié)點(diǎn)與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的直接傳輸鏈路不可用時(shí)的選擇協(xié)作中繼傳輸，簡(jiǎn)寫為無(wú)直接鏈路場(chǎng)景；2.次用戶源節(jié)點(diǎn)與次用戶目的節(jié)點(diǎn)之間的直接傳輸鏈路可用且采用SC合并次用戶目的節(jié)點(diǎn)接收到的信號(hào)的選擇協(xié)作中繼傳輸，簡(jiǎn)寫為SC；3.次用戶目的節(jié)點(diǎn)采用MRC合并通過(guò)直接傳輸鏈路接收到的信號(hào)和通過(guò)中繼傳輸鏈路接收到的信號(hào)的選擇協(xié)作中繼傳輸，簡(jiǎn)寫為MRC。

B、仿真內(nèi)容

仿真1：在系統(tǒng)SNR γ＝1/N₀變化的條件下，取P_u＝3dB，R_p＝1bit/s/Hz，R_s＝1bit/s/Hz，ξ＝0.1，K＝3，N＝2，M＝2，仿真本發(fā)明和現(xiàn)有三種方法的中斷概率隨系統(tǒng)SNR產(chǎn)生的變化曲線，結(jié)果如圖3所示。

仿真2：在主用戶發(fā)射機(jī)數(shù)目為2和8時(shí)，取P_u＝3dB，R_p＝1bit/s/Hz，R_s＝1bit/s/Hz，ξ＝0.1，K＝6，M＝2，仿真主用戶發(fā)射機(jī)數(shù)目變化對(duì)本發(fā)明和現(xiàn)有三種方法的中斷概率產(chǎn)生的影響，結(jié)果如圖4所示。

仿真3：在主用戶接收機(jī)數(shù)目為2和8時(shí)，取P_u＝3dB，R_p＝1bit/s/Hz，R_s＝1bit/s/Hz，ξ＝0.1，K＝6，N＝2，仿真主用戶接收機(jī)數(shù)目變化對(duì)本發(fā)明和現(xiàn)有三種方法的中斷概率產(chǎn)生的影響，結(jié)果如圖5所示。

仿真4：在主用戶的中斷門限ξ變化情況下，取P_u＝3dB，R_p＝1bit/s/Hz，R_s＝1bit/s/Hz，N₀＝0dB，K＝3，N＝2，M＝2，仿真本發(fā)明和現(xiàn)有三種方法的中斷概率隨主用戶的中斷門限ξ產(chǎn)生的變化曲線，結(jié)果如圖6所示。

C、仿真結(jié)果

由圖3可見，隨著SNRγ的增加，當(dāng)γ相對(duì)較小時(shí)認(rèn)知次用戶的中斷概率隨之減小，然而，當(dāng)γ相對(duì)較大時(shí)，認(rèn)知次用戶的中斷概率基本保持不變?？梢钥闯?，次用戶直接鏈路可用場(chǎng)景的中斷性能優(yōu)于次用戶直接鏈路不可用場(chǎng)景的中斷概率，四種選擇協(xié)作中繼傳輸策略中本發(fā)明的性能最優(yōu)。這是因?yàn)?，通過(guò)采用合并技術(shù)合并次用戶目的節(jié)點(diǎn)接收到的來(lái)自次用戶直接鏈路的信號(hào)和來(lái)自中繼鏈路的信號(hào)加強(qiáng)了次用戶目的節(jié)點(diǎn)的接收信號(hào)強(qiáng)度。圖3中還給出了中斷概率的仿真結(jié)果和漸近結(jié)果，且仿真結(jié)果和理論分析結(jié)果完全重合，高SNR區(qū)域的漸近值與理論值非常接近。

由圖4可見，當(dāng)主用戶發(fā)射機(jī)的數(shù)目增加時(shí)，對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)和次用戶目的節(jié)點(diǎn)的接收信號(hào)帶來(lái)更多的干擾，由此導(dǎo)致認(rèn)知次用戶的性能降低。此外，通過(guò)仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)，在主用戶接收機(jī)數(shù)目較多的場(chǎng)景中，本發(fā)明的性能較好。

由圖5可見，當(dāng)主用戶接收機(jī)的數(shù)目增加時(shí)，次用戶網(wǎng)絡(luò)中發(fā)射節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率受到更嚴(yán)格的限制，因此，認(rèn)知次用戶的中斷概率增加。與圖4相同，采用MRC的選擇協(xié)作中繼傳輸與正交協(xié)同傳輸之間的中斷概率差隨著主用戶接收機(jī)數(shù)目的增加而增加，比較而言本發(fā)明的性能較好。

由圖6可見，認(rèn)知次用戶的中斷概率性能隨著主用戶干擾限制的減弱而增加，即認(rèn)知次用戶的中斷概率隨著主用戶中斷門限ξ的增加而減?。煌瑫r(shí)還可以看出在給定主用戶的中斷門限時(shí)，主用戶發(fā)射機(jī)與其對(duì)應(yīng)的接收機(jī)之間的平均信道增益越大，認(rèn)知次用戶的中斷概率越小，這是由于認(rèn)知次用戶的發(fā)射功率隨的增加而增加，比較而言仍然是本發(fā)明的性能較好。

綜合，本發(fā)明方法在存在主用戶干擾時(shí)的認(rèn)知正交協(xié)同傳輸上，其性能優(yōu)于現(xiàn)有方法。