基于全雙工的認知MIMO系統(tǒng)性能研究.pdf

1、無線通信業(yè)務和應用的快速發(fā)展導致有限的頻譜資源與急劇增加的需求量之間的矛盾日益突出，認知無線電是解決頻譜資源不足和頻譜利用率低等問題的一條有效途徑。認知無線電系統(tǒng)通常需要解決頻譜感知、認知用戶的通信機制等問題。針對上述問題，本文將多輸入多輸出（MIMO）技術、協作中繼技術和全雙工技術等引入到認知無線電系統(tǒng)設計中，以提高系統(tǒng)的頻譜檢測性能和吞吐量。
　　本文提出三種不同的認知無線電系統(tǒng)解決方案，研究了這些方案設計下的系統(tǒng)性能，主要工

2、作和創(chuàng)新如下：
　?。?）研究全雙工單次用戶下的認知MIMO系統(tǒng)，提出聯合優(yōu)化機會式頻譜接入和最佳功率分配方案，在總的發(fā)送功率受限下，采用三分法獲取最佳的感知時間，利用凸優(yōu)化算法獲得系統(tǒng)的最佳功率分配。仿真結果表明，該方案能夠比基于可變矩陣規(guī)劃序列凸近似的最佳功率分配方案以及半雙工模式下的等功率分配方案獲得更高的系統(tǒng)平均吞吐量。
　?。?）研究全雙工中繼協作下的認知MIMO系統(tǒng)，由全雙工中繼同時協助認知用戶源節(jié)點進行多天線頻

3、譜感知和發(fā)送數據，提出最佳幀結構設計、聯合天線選擇和最佳功率分配方案。仿真結果表明，與傳統(tǒng)的雙工等功率分配方案、多天線半雙工方案以及單天線半雙工解碼轉發(fā)優(yōu)化方案，該方案能夠在干擾門限和總的發(fā)送功率增加時顯著提高系統(tǒng)的平均吞吐量。
　?。?）研究基于干擾感知的機會式頻譜接入下多中繼協作認知MIMO系統(tǒng)的性能，考慮了不完美報告信道對頻譜檢測性能的影響，提出一種新的幀結構設計以及最佳全雙工中繼選擇和功率分配聯合優(yōu)化方案。仿真結果表明，該