CR MIMO系統(tǒng)下行鏈路基于干擾驅(qū)動(dòng)的預(yù)編碼技術(shù)研究.pdf

1、隨著全球無線寬帶移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，頻譜資源的供需矛盾成為制約無線通信持續(xù)發(fā)展的瓶頸。多天線認(rèn)知無線電(CR MIMO)技術(shù)作為可以解決頻譜資源供需矛盾的關(guān)鍵技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注。CR MIMO技術(shù)既利用了認(rèn)知無線電(CR)動(dòng)態(tài)的頻譜配置能力，又利用了多天線(MIMO)技術(shù)在空間處理上的獨(dú)特優(yōu)勢，最大限度的提高通信系統(tǒng)的頻譜利用效率，獲得更高的數(shù)據(jù)吞吐量和服務(wù)質(zhì)量。
　　干擾管理作為CR MIMO技術(shù)亟待解決的核心問題之一，是

2、本文研究的重點(diǎn)。傳統(tǒng)預(yù)編碼方案的思想是在保證授權(quán)用戶(PUs)干擾受限的條件下，盡量抑制或消除認(rèn)知用戶(SUs)之間的干擾，提高系統(tǒng)的性能。但是在發(fā)射端已知用戶信息和信道狀態(tài)信息(CSI)的條件下，目標(biāo)信號受到的干擾是可以被預(yù)測的。將預(yù)測到的干擾進(jìn)行分類或者轉(zhuǎn)化處理，可以從干擾中提取出對通信有利的因子，在不增加發(fā)射端總發(fā)送功率的前提下，提高接收端信號的信干燥比。本文從利用干擾的角度，對CR MIMO下行鏈路預(yù)編碼設(shè)計(jì)方案展開研究，主要研

3、究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1)基于干擾利用的思想，提出認(rèn)知部分線性預(yù)編碼(CR-PLP)。該方案首先利用子空間正交投影理論，將認(rèn)知用戶的信號投影到干擾信道矩陣的零空間，使授權(quán)用戶在進(jìn)行通信時(shí)免受認(rèn)知用戶的干擾;其次，考慮認(rèn)知用戶間干擾的性質(zhì)，將干擾分類為相長干擾和相消干擾。利用干擾判斷準(zhǔn)則，保留與目標(biāo)信號相位相同的相長干擾，消除與目標(biāo)信號相位相反的相消干擾。CR-PLP避免了認(rèn)知用戶對授權(quán)用戶產(chǎn)生干擾，并且利用相長干擾增強(qiáng)目標(biāo)信號

4、的能量，從而降低了認(rèn)知鏈路的平均誤符號率，提高了認(rèn)知用戶的信息速率。
　　2)干擾分類的部分線性預(yù)編碼僅保留了相長干擾，放棄了對相消干擾的利用。為了將相消干擾轉(zhuǎn)化為相長干擾，提高干擾利用率，本文提出了認(rèn)知相位調(diào)整預(yù)編碼(CR-PALP)方案，進(jìn)一步改善了系統(tǒng)的性能。CR-PALP利用星座圖中的相位信息和信道狀態(tài)信息，調(diào)整干擾符號的相位，將系統(tǒng)中的干擾轉(zhuǎn)化為對通信有利的相長干擾，在不增加認(rèn)知基站(CBS)發(fā)射端總發(fā)送功率的前提下，提

5、高了接收端目標(biāo)信號的能量。復(fù)雜度和仿真結(jié)果分析表明，認(rèn)知相位調(diào)整預(yù)編碼以較低的計(jì)算復(fù)雜度，進(jìn)一步降低了誤符號率，提高了認(rèn)知用戶的信息速率。
　　3)CR-PLP與CR-PALP都沒有考慮系統(tǒng)中的噪聲，因此本文提出了基于最小均方誤差(MMSE)的CR-MMSE-PLP和CR-MMSE-PALP預(yù)編碼。這兩種預(yù)編碼方案的優(yōu)化準(zhǔn)則是，接收端信號與干擾分類或轉(zhuǎn)化后的發(fā)送端信號的均方誤差最小。CR-MMSE-PLP和CR-MMSE-PALP