認知多點通信系統(tǒng)的性能分析.pdf

1、認知無線電（Cognitive Radio，CR）技術能夠克服低效的無線頻譜分配，緩解無線頻譜緊缺問題，是無線通信中最有前途技術之一。共存式頻譜共享CR容量的研究熱點包括基本模型和多點通信模型兩種?；灸Ｐ褪怯梢粚φJ知用戶與一對主用戶組成，該模型容量的研究已經非常成熟。然而，頻譜共享多點通信模型的容量等性能還沒有得到充分地研究。論文主要內容包括：
　　研究了頻譜共享CR組播系統(tǒng)容量，當次用戶基站為單天線時其容量等于干擾溫度，并且該

2、容量與CR基站峰值發(fā)射功率無關。同時還推導了CR基站是多天線時組播容量，分析了該容量與多天線數(shù)目、次用戶數(shù)目和干擾溫度的關系；對于CR多用戶接入信道，當次用戶峰值發(fā)射功率大小是任意的以及考慮了來自主用戶的干擾?；跇O值理論推導了該信道的漸近容量，研究了該容量的縮放性。
　　研究了兩個主、次共存多天線頻譜共享CR系統(tǒng)Ad hoc網絡傳輸容量?；陔S機幾何工具和馬爾科夫不等式，推導了主用戶網絡傳輸容量的界限。然后，保證主用戶網絡的傳輸

3、密度保持不變，推導了次用戶網絡傳輸容量。利用以上結果，分別推導了主、次用戶用于發(fā)射的數(shù)據流最優(yōu)天線數(shù)目和用于消除干擾的最佳空間接收自由度。
　　研究了頻譜共享CR廣播信道單波束隨機波束成形（Random Beamforming，RBF）傳輸策略下次用戶最大接收信號功率與噪聲功率之比的分布函數(shù)，證明了此函數(shù)是服從Frechet型分布。利用極值定理，推導了單波束封閉形式的容量。然后，還研究了基于多波束RBF傳輸策略最大接收信號功率與干

4、擾功率和噪聲功率之比的分布函數(shù)，得到系統(tǒng)最大瞬間容量。在此基礎上，得到了CR網絡多波束RBF近似容量。但前面RBF分析中CR基站發(fā)射功率僅滿足對主用戶干擾約束條件，沒有考慮其本身最大發(fā)射功率的限制，而且僅分析了系統(tǒng)容量的性能。基于上述發(fā)現(xiàn)，接著分析了多用戶頻譜共享系統(tǒng)RBF傳輸方案性能（容量、中斷概率、平均誤符號率），CR基站發(fā)射功率同時受到峰值發(fā)射功率和峰值干擾功率同時約束。
　　協(xié)作中繼通信最近已被研究為一種利用空間分集和擴大