認(rèn)知MIMO系統(tǒng)下行鏈路干擾抑制算法研究.pdf

1、隨著無(wú)線應(yīng)用的飛速發(fā)展,無(wú)線頻譜資源作為一種不可再生的資源,其稀缺性日漸彰顯。而調(diào)查發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的固定頻譜分配方式占用了大量已有頻段,但是其頻譜利用率卻處在一個(gè)較低的水平,因此認(rèn)知無(wú)線電(Cognitive Radio,CR)技術(shù)在最近幾年得到了廣泛的研究和關(guān)注。作為一種能夠有效解決無(wú)線頻譜稀缺難題的新技術(shù),認(rèn)知無(wú)線電允許多個(gè)認(rèn)知用戶(Secondary User,SU)在不影響授權(quán)用戶(Primary User,PU)正常通信的前提下,

2、以較低的優(yōu)先級(jí)接入并共享已授權(quán)頻段,通過(guò)對(duì)授權(quán)頻段進(jìn)行“二次利用”來(lái)提高頻譜資源利用率,現(xiàn)已成為無(wú)線通信技術(shù)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
　　為了進(jìn)一步的提高系統(tǒng)容量,充分結(jié)合空頻域資源,可以將多天線技術(shù)(MIMO)和認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)結(jié)合起來(lái),即在基站發(fā)射端和認(rèn)知用戶/授權(quán)用戶接收端配置多副天線,利用多天線帶來(lái)空間自由度和復(fù)用增益的提升來(lái)進(jìn)一步提高認(rèn)知系統(tǒng)的性能。然而,多天線傳輸必然會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)更大的共道干擾,因此干擾抑制成為多天線技術(shù)應(yīng)用的關(guān)

3、鍵。傳統(tǒng)的多用戶MIMO干擾抑制算法普遍計(jì)算復(fù)雜度較高,對(duì)天線數(shù)目有嚴(yán)格要求,并且沒(méi)有區(qū)分用戶的優(yōu)先級(jí);而在認(rèn)知MIMO系統(tǒng)中必須優(yōu)先保證授權(quán)用戶的通信質(zhì)量,并且認(rèn)知鏈路傳輸要對(duì)授權(quán)鏈路通明,這使其成為一個(gè)耦合優(yōu)化問(wèn)題,值得進(jìn)一步研究與改進(jìn)。
　　本論文基于認(rèn)知MIMO網(wǎng)絡(luò)下行鏈路系統(tǒng)模型,旨在針對(duì)認(rèn)知用戶對(duì)授權(quán)用戶以及認(rèn)知用戶之間的干擾抑制算法進(jìn)行研究,以實(shí)現(xiàn)認(rèn)知技術(shù)下的多用戶頻譜共享。本文首先對(duì)多天線系統(tǒng)中幾種傳統(tǒng)的干擾抑制算

4、法進(jìn)行了深入的研究和對(duì)比分析,之后利用信道矩陣降維、廣義Rayleigh商以及最大信漏噪比(SLNR)等理論提出了一種適用于認(rèn)知MIMO系統(tǒng)的波束形成設(shè)計(jì),理論和仿真分析證明本算法能夠突破傳統(tǒng)干擾抑制算法對(duì)發(fā)射天線和接收天線數(shù)目的約束,并且能夠在保障授權(quán)用戶高質(zhì)量通信的前提下提高認(rèn)知系統(tǒng)的信道容量和系統(tǒng)性能。此外,在每個(gè)認(rèn)知用戶傳輸多流數(shù)據(jù)的場(chǎng)景下,基于矩陣同時(shí)對(duì)角化和SVD分解提出了一種改進(jìn)的預(yù)編碼算法,理論分析表明對(duì)比原有的干擾抑制