多小區(qū)認知無線網(wǎng)絡中的波束賦形研究.pdf

1、隨著無線通信業(yè)務的快速發(fā)展，無線頻譜資源供需矛盾日益凸顯。為了解決這一問題，認知無線電技術受到廣泛關注。認知無線電(CR)通過動態(tài)頻譜接入，可有效提高頻譜利用率。另一方面，多小區(qū)協(xié)同波束賦形通過協(xié)調(diào)小區(qū)間傳輸可以有效抑制小區(qū)間干擾。認知無線電與多小區(qū)協(xié)同波束賦形技術相結(jié)合，不僅能夠充分利用空域資源，進一步提高頻譜利用率，而且可以有效抑制系統(tǒng)中的干擾，從而增加蜂窩網(wǎng)絡容量。論文研究了多小區(qū)認知無線網(wǎng)絡下行傳輸鏈路中的波束賦形優(yōu)化問題，具體

2、創(chuàng)新如下：
　　1.針對非理想信道環(huán)境下的波束賦形問題，將傳統(tǒng)穩(wěn)健波束賦形問題推廣至認知多小區(qū)系統(tǒng)，在認知干擾和認知用戶速率約束下，構(gòu)造基于最小化認知系統(tǒng)總功率準則的優(yōu)化問題。優(yōu)化變量間的耦合導致優(yōu)化問題為非凸問題，難以直接求解。為了求解優(yōu)化問題，首先通過半正定松弛(SDR)及 S-Procedure算法將非凸優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題，然后采用 Primal分解將多小區(qū)聯(lián)合波束賦形問題分解為一組單小區(qū)波束賦形問題，從而實現(xiàn)了分布式

3、求解，在降低復雜度的同時減少了所需的交換信息。仿真結(jié)果表明，該算法不僅對信道誤差穩(wěn)健而且收斂速度快。
　　2.針對多小區(qū)多用戶認知無線網(wǎng)絡下行傳輸鏈路，提出一種基于能量效率(EE)最大化準則的協(xié)同波束賦形優(yōu)化方法。該方法采用迫零消除小區(qū)內(nèi)用戶間干擾，在保證認知用戶最小速率需求及認知干擾約束的同時，實現(xiàn)了能量效率和頻譜效率(SE)的同步改善。小區(qū)之間優(yōu)化變量的耦合導致聯(lián)合優(yōu)化問題為非線性非凸問題，難以直接求解。為了解決這一問題，通過