認知MIMO系統(tǒng)預(yù)編碼方案設(shè)計與評估.pdf

1、在無線通信技術(shù)飛速發(fā)展的同時，頻譜資源的緊張成為抑制無線通信發(fā)展的瓶頸，認知無線電技術(shù)的提出為緩解頻譜緊張帶來了新的契機，然而認知無線電系統(tǒng)的引入，會對原有的已授權(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，在認知無線電系統(tǒng)中采用預(yù)編碼技術(shù)可以有效的抑制認知系統(tǒng)對已授權(quán)系統(tǒng)的干擾。本文對認知MIMO系統(tǒng)中的預(yù)編碼技術(shù)進行了研究，引入信道估計誤差，設(shè)計了適用于認知系統(tǒng)的魯棒性預(yù)編碼，有效的抑制了認知系統(tǒng)對授權(quán)系統(tǒng)

2、的干擾，優(yōu)化了認知系統(tǒng)的性能。本文主要工作包括如下方面：
　　1.研究了認知 MIMO系統(tǒng)中基于干擾消除的預(yù)編碼設(shè)計方法，重點研究了認知MIMO系統(tǒng)中的認知迫零預(yù)編碼和認知塊對角化預(yù)編碼，給出了兩種預(yù)編碼的具體實現(xiàn)過程。同時對這兩種預(yù)編碼算法進行了詳細的仿真和評估，驗證了算法的性能。仿真表明，迫零預(yù)編碼和塊對角化預(yù)編碼可以完全消除認知系統(tǒng)對授權(quán)用戶的干擾。
　　2.針對認知系統(tǒng)獲取的認知基站與授權(quán)用戶和認知用戶之間的信道狀態(tài)

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

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，驗證了該算法的有效性。當(dāng)信道估計值存在一定誤差時，算法依然有效。
　　3.針對多用戶認知MIMO系統(tǒng)，本文設(shè)計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)計過程中對使用誤差有界的方法對問題進行建模和分析，利用凸優(yōu)化理論建立和完成魯棒性預(yù)編碼設(shè)計。該預(yù)編碼設(shè)計方案在系統(tǒng)信道估計誤差最差的情況下依然能夠保證授權(quán)用戶和認知用戶正常工作，具有一定的魯棒性。通過仿真驗證