干擾對(duì)齊技術(shù)在認(rèn)知無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年通信業(yè)務(wù)的爆炸式增長(zhǎng)使得現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)擁塞情況越來(lái)越嚴(yán)重，無(wú)線(xiàn)頻譜資源的緊缺已經(jīng)成為無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信與服務(wù)持續(xù)發(fā)展的瓶頸。鑒于此，各國(guó)頻譜管理機(jī)構(gòu)都在積極研討如何有效利用頻譜資源。如何在有限的無(wú)線(xiàn)資源條件下提高頻譜利用率以緩解日益增長(zhǎng)的無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)需求和有限頻譜資源之間的矛盾已成為通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
　　認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)(Cognitive Radio)作為一種智能的革命性頻譜共享技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它通過(guò)檢測(cè)頻譜空洞并允許未授權(quán)用戶(hù)使用授

2、權(quán)的頻帶，從而極大地改善頻譜利用率。認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)不僅需要靈活地適應(yīng)頻譜狀態(tài)保證高頻譜利用率，而且必須避免由此產(chǎn)生的對(duì)授權(quán)用戶(hù)的干擾;因此，它必須具備感知空閑頻譜，動(dòng)態(tài)選擇頻率和控制傳輸功率的能力。同時(shí)，共享無(wú)線(xiàn)信道所產(chǎn)生的相互干擾勢(shì)必局限系統(tǒng)的整體性能，因此，在不影響授權(quán)用戶(hù)的前提下，系統(tǒng)應(yīng)該最大化認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的輸出。而多輸入多輸出系統(tǒng)(MIMO)可以提高無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，干擾對(duì)齊技術(shù)可以極大地消除通信網(wǎng)絡(luò)中的相互干擾，基于上述技術(shù)，將干

3、擾對(duì)齊應(yīng)用在多輸入多輸出認(rèn)知無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中，在可容許誤碼率范圍內(nèi)提高頻譜利用率，以實(shí)現(xiàn)最大化認(rèn)知系統(tǒng)的吞吐量和最小化相互間干擾的目標(biāo)。
　　鑒于上述問(wèn)題和目標(biāo)，本文結(jié)合多輸入多輸出系統(tǒng)和干擾對(duì)齊的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種帶寬共享方法以解決認(rèn)知無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中主用戶(hù)和次用戶(hù)（認(rèn)知用戶(hù)）相互干擾的問(wèn)題，從而提高頻譜利用率、系統(tǒng)吞吐量以及最小化相互間干擾。論文的主要工作內(nèi)容和貢獻(xiàn)包括以下幾個(gè)方面:1）闡述了干擾對(duì)齊算法的思想和理論，并用數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)出對(duì)稱(chēng)

4、系統(tǒng)中的干擾對(duì)齊算法可以轉(zhuǎn)化為等價(jià)特征值問(wèn)題，證明了干擾對(duì)齊算法的正確性和編解碼向量的存在性;2）提出干擾對(duì)齊算法的可行性分析問(wèn)題，將該問(wèn)題轉(zhuǎn)化為線(xiàn)性代數(shù)求方程組的解的問(wèn)題，使用線(xiàn)性代數(shù)的方法判斷系統(tǒng)干擾對(duì)齊算法是否可行，并給出相應(yīng)的定理和結(jié)論;3）引入了干擾泄露這一概念，從能量的角度分析判斷系統(tǒng)是否可行，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了該方法的判斷結(jié)果與使用線(xiàn)性代數(shù)方法判斷的結(jié)果是一致的;4）將最大化認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)輸出信噪比與最小化用戶(hù)間相互干擾用數(shù)學(xué)方法