188宝金博页面版

第 X 期 马千里等： 基于 OFDM-IM 的认知无线电协作中继性能分析 1 基于 OFDM-IM 的认知无线电协作中继性能分析 马千里① 李志明 ① 杨 平 *① 肖 悦 ①② ① (电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室 成都 611731) ② (东南大学移动通信国家重点实验室 南京 210096) 摘 要：该文针对协作认知无线电网络场景，提出一种基于索引调制正交频分复用(OFDM-IM)的新型协作中继设计方法。该方法将 OFDM-IM 技术应用于从用户发送端，将从用户的传输空间划分为信号空间和索引空间。从用户在其信号空间上转发主用户的信息，同时在索引空间传输从用户信息。通过这种方式，主、从用户之间不存在相互干扰。针对此模型，该文分析了主、从用户的误码率，理论推导了相关表达式，并讨论了从用户的位置对主、从用户性能的影响。仿真结果表明，该文所提设计方法能够同时提升主、从用户的误码率性能，且均优于传统的基于OFDM 的协作中继方式。 关键词：认知无线电；协作中继；正交频分复用；索引调制 中图分类号： TN929.5 文献标识码： A 文章编号：1009-5896(2017) DOI: 10.11999/JEIT161265 Performance Analysis of OFDM-IM-based Cooperative Relaying Protocol for Cognitive Radio Networks MA Qianli① LI Zhiming ① YANG Ping ① XIAO Yue ①② ① (National Key Laboratory of Science and Technology on Communications, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China) ② (National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University, Nanjing 210096, China) Abstract: A novel two time slots Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Index Modulation (OFDM-IM)- aided cooperative relaying protocol is proposed for Cooperative Cognitive Radio Networks (CCRN). In the proposed scheme, OFDM-IM technique is used at the Secondary User (SU) to split the transmission space into the signal constellation domain and the index domain. Specifically, the Secondary Transmitter (ST) of SU acts as a Decode-and-Forward (DF) relay to transmit the information of the Primary User (PU) in the signal constellation domain, while the information bits of SU are carried by the index domain. Through this design concept, the mutual interference between the PU and SU can be avoided. Upper bounds on the Bit Error Probabilities (BEPs) of the PU and SU are analytically derived. The influence of ST’s location to the BER performance of PU and SU is also analysed. Several numerical results and discussions are provided to substantiate the theoretical analysis, and it is shown that the proposed protocol is a viable candidate for OFDM-based CR networks since it can enhance the BER performances of both PU and SU. Key words: Cognitive Radio (CR); Cooperative relaying; Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM); Index Modulation (IM) 1 引言 随着无线通信技术的迅猛发展，频谱资源稀缺和频谱使用率低的矛盾日益突出，如何提高频谱利 收稿日期：2016-11-24；改回日期：2017-02-26；网络出版 *通信作者：杨平 yang.ping@uestc.edu.cn 基金项目：国家重点基础研究发展计划(2013CB329001)，国家自然科学基金(61501095) Foundation Items: The National Basic Research Program of China (2013CB329001), The National Natural Science Foundation of China (61501095) 用率始终是一个亟待解决的核心问题。认知无线电作为一种能够提高频谱利用率的技术 [1,2] ，被认为是下一代无线通信(5G)的核心技术之一 [3] 。然而，在传统认知无线网络中[4 6] −，主用户(Primary Users, PUs)的通信质量具有最高优先级，使得从用户(Secondary Users, SUs)的发送功率受到了严格的限制，导致从用户的传输性能并不理想。近年来，认知无线电与协作通信相结合的协作认知无线电网络(Cooperative Cognitive Radio Network, CCRN) [7,8] ，使得认知技术得到进一步的发展。在这一技术中，网络出版时间：2017-04-28 14:32:16网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.4494.TN.20170428.1432.006.html