干擾對齊技術在認知無線電系統(tǒng)中的應用.pdf

1、在無線通信系統(tǒng)中，干擾對齊技術作為抑制干擾的有效手段具有革命性的意義。干擾對齊的主要思想是通過多個發(fā)射機的協(xié)作使他們在不期望接收端產(chǎn)生的干擾相互對齊。干擾對齊技術也被擴展到認知無線電系統(tǒng)中，本文的研究工作圍繞干擾對齊在認知系統(tǒng)中的應用展開。本文的主要工作與創(chuàng)新點總結(jié)如下：
　　1.針對在有限的發(fā)射功率及干擾條件下計算多輸入多輸出（Multiple-input Multiple-output，MIMO）信道復用增益存在數(shù)值較小的問題

2、，提出了用于衡量無線通信系統(tǒng)中MIMO信道相對傳輸能力的本質(zhì)自由度（Intrinsic Degrees of Freedom，IDoF）參數(shù)，并以此為依據(jù)，給出基于認知無線電場景下的主用戶空間維度分配方案及基于K用戶MIMO干擾信道模型的用戶空間維度分配方法。在多天線認知無線電系統(tǒng)中，次用戶根據(jù)主用戶子信道的不同傳輸效率（IDoF參數(shù)）分析其允許接入的空間機會（主用戶的子信道傳輸能力為0），獲得空間維度，實現(xiàn)與主用戶頻譜共享。在多用戶干

3、擾系統(tǒng)中，用戶根據(jù)來自其他用戶的干擾強度，確定其可能提供給干擾用戶以實現(xiàn)干擾迫零的空間維數(shù)。
　　2.針對不同小區(qū)內(nèi)具有相同載波頻率的多個用戶可能存在空余空間資源的問題，提出基于符號擴展的移動次用戶機會空間對齊方法，并將該問題建模為一個多約束的優(yōu)化問題。K個主用戶分布在K個小區(qū)并工作在相同頻段，一個移動次用戶通過空間對齊（Space Alignment，SA）方式期望占用主用戶頻譜資源。次用戶在K個時隙內(nèi)發(fā)送一個超級符號，在k時刻

4、對主用戶的干擾對齊在第k個主用戶未使用的空間方向上，同時滿足對其他K?1個主用戶干擾溫度的限制。性能仿真結(jié)果顯示，我們提出的SA方法明顯優(yōu)于單主用戶情況，在干擾溫度較小情況下，在低SNR區(qū)域也優(yōu)于D-SVD方法。
　　3.針對現(xiàn)有的機會空間對齊方法對主用戶的可靠性指標無約束的問題，提出了基于主用戶傳輸中斷概率約束的次用戶空間對齊方法，并給出在小區(qū)內(nèi)上行系統(tǒng)及小區(qū)間上行系統(tǒng)的具體實現(xiàn)及小區(qū)內(nèi)上行系統(tǒng)次用戶獲得不同機會維數(shù)的概率。在認

5、知系統(tǒng)中，主用戶只利用滿足門限性能要求的子信道傳輸數(shù)據(jù)，剩余子信道對應的空間維可以為次用戶提供傳輸機會。多個次用戶競爭有限空間維，按優(yōu)先權先后順序，同時采用和主用戶一樣的機制，只利用滿足門限性能要求的子信道傳輸數(shù)據(jù)，余下的空余維依優(yōu)先權次序分給下個次用戶，直到空余的空間維為零。仿真結(jié)果顯示，我們提出的計劃，相比較現(xiàn)有的空間對齊方法，在性能上有明顯優(yōu)勢。
　　4.基于現(xiàn)有的MIMO干擾信道線性干擾對齊的可行性條件，提出達到MIMO干