認(rèn)知MIMO系統(tǒng)預(yù)編碼方案設(shè)計(jì)與評(píng)估.pdf

1、在無(wú)線通信技術(shù)飛速發(fā)展的同時(shí)，頻譜資源的緊張成為抑制無(wú)線通信發(fā)展的瓶頸，認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的提出為緩解頻譜緊張帶來(lái)了新的契機(jī)，然而認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的引入，會(huì)對(duì)原有的已授權(quán)系統(tǒng)造成一定干擾。MIMO系統(tǒng)中采用預(yù)編碼技術(shù)可以有效抑制干擾，因此，在認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中采用預(yù)編碼技術(shù)可以有效的抑制認(rèn)知系統(tǒng)對(duì)已授權(quán)系統(tǒng)的干擾。本文對(duì)認(rèn)知MIMO系統(tǒng)中的預(yù)編碼技術(shù)進(jìn)行了研究，引入信道估計(jì)誤差，設(shè)計(jì)了適用于認(rèn)知系統(tǒng)的魯棒性預(yù)編碼，有效的抑制了認(rèn)知系統(tǒng)對(duì)授權(quán)系統(tǒng)

2、的干擾，優(yōu)化了認(rèn)知系統(tǒng)的性能。本文主要工作包括如下方面：
　　1.研究了認(rèn)知 MIMO系統(tǒng)中基于干擾消除的預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)研究了認(rèn)知MIMO系統(tǒng)中的認(rèn)知迫零預(yù)編碼和認(rèn)知塊對(duì)角化預(yù)編碼，給出了兩種預(yù)編碼的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。同時(shí)對(duì)這兩種預(yù)編碼算法進(jìn)行了詳細(xì)的仿真和評(píng)估，驗(yàn)證了算法的性能。仿真表明，迫零預(yù)編碼和塊對(duì)角化預(yù)編碼可以完全消除認(rèn)知系統(tǒng)對(duì)授權(quán)用戶的干擾。
　　2.針對(duì)認(rèn)知系統(tǒng)獲取的認(rèn)知基站與授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶之間的信道狀態(tài)

3、信息可能存在信道估計(jì)誤差的問(wèn)題，研究了認(rèn)知系統(tǒng)魯棒性預(yù)編碼技術(shù)，針對(duì)單認(rèn)知用戶系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種適用于認(rèn)知MIMO系統(tǒng)的魯棒性預(yù)編碼方案。該方案在設(shè)計(jì)過(guò)程中從保證用戶正常工作概率的角度引入認(rèn)知基站與授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶之間的信道估計(jì)誤差，在保證授權(quán)用戶與認(rèn)知用戶均能正常工作的前提下，最小化認(rèn)知基站端的發(fā)射功率，降低對(duì)授權(quán)用戶的干擾。仿真結(jié)果表明，在滿足授權(quán)用戶與認(rèn)知用戶正常工作的條件下，該方法需要認(rèn)知基站發(fā)射的功率比采用迫零預(yù)編碼算法與塊對(duì)角

4、化算法均要低。在同樣的發(fā)射功率情況下該方案的容量較高，驗(yàn)證了該算法的有效性。當(dāng)信道估計(jì)值存在一定誤差時(shí)，算法依然有效。
　　3.針對(duì)多用戶認(rèn)知MIMO系統(tǒng)，本文設(shè)計(jì)了一種基于不完全信道狀態(tài)信息的多用戶魯棒性預(yù)編碼方案，預(yù)編碼設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)使用誤差有界的方法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行建模和分析，利用凸優(yōu)化理論建立和完成魯棒性預(yù)編碼設(shè)計(jì)。該預(yù)編碼設(shè)計(jì)方案在系統(tǒng)信道估計(jì)誤差最差的情況下依然能夠保證授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶正常工作，具有一定的魯棒性。通過(guò)仿真驗(yàn)證