分布式MIMO CR系統(tǒng)預(yù)編碼與功率分配的聯(lián)合優(yōu)化算法研究.pdf

1、隨著無線通信設(shè)備的日益更新，以及無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無線通信對頻譜資源的需求猛增。然而，傳統(tǒng)的固定分配頻譜策略導(dǎo)致頻譜效率低下。在這種情況下，認知無線電技術(shù)作為一種提高頻譜效率的方法，引起了專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。認知用戶與授權(quán)用戶共享頻譜是通過認知無線電技術(shù)實現(xiàn)的，而這種共享的前提是認知用戶不影響授權(quán)用戶的正常通信。因此，認知用戶功率分配算法對認知無線電技術(shù)的應(yīng)用有著重要意義。
　　在多天線分布式認知無線電系統(tǒng)中，沒有協(xié)調(diào)認知用

2、戶的中央處理器，每個認知用戶還需要同其他認知用戶競爭使用相同的頻譜資源。因此，認知用戶功率分配算法是一個多目標優(yōu)化問題，這類問題通常是利用非合作博弈的方法進行求解的。當(dāng)每個認知用戶都選擇對自身最合適的功率分配策略時，該認知無線電系統(tǒng)將達到均衡狀態(tài)，而每個認知用戶將獲得穩(wěn)定的速率。但是，在多天線分布式認知無線電系統(tǒng)中，單純使用認知用戶功率分配算法，只能有效地控制認知無線電系統(tǒng)中的用戶干擾，而不能很好地消除這種干擾。為了解決上述問題，進一步

3、提高認知無線電系統(tǒng)的性能，本論文采用了預(yù)編碼與功率分配的聯(lián)合優(yōu)化算法。
　　首先，本論文構(gòu)建了多用戶功率分配的非合作博弈模型，并利用認知用戶已知的完美信道狀態(tài)信息建立預(yù)編碼矩陣，從而實現(xiàn)預(yù)編碼與功率分配的聯(lián)合優(yōu)化算法。仿真結(jié)果表明，該算法有效地提高了認知無線電系統(tǒng)的性能。事實上認知用戶很難獲取完美信道狀態(tài)信息。因此，本論文研究了兩種非完美信道狀態(tài)信息對認知用戶的影響。第一，認知用戶之間的非完美信道狀態(tài)信息通過多用戶干擾影響認知用戶

4、的通信質(zhì)量。仿真結(jié)果表明，隨著信道誤差不斷增大，認知用戶之間的干擾逐漸增大，認知用戶速率和逐漸減小。第二，認知用戶與授權(quán)用戶之間的非完美信道狀態(tài)信息通過授權(quán)用戶約束條件影響認知用戶的發(fā)射功率。在這種影響下，認知用戶的發(fā)射功率很低，認知用戶不能進行有效的通信。為了盡可能減小這種影響，本論文將整體信道狀態(tài)信息分成多個局部信道狀態(tài)信息，并利用這些信息找出了一種干擾消除能力較好的預(yù)編碼矩陣。仿真結(jié)果表明，認知用戶通過預(yù)編碼矩陣減小了其對授權(quán)用戶