MIMO系統(tǒng)中的線性預(yù)編碼及相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、1999年，Mitola博士針對(duì)頻譜利用率低的問(wèn)題提出了一種可行的技術(shù)解決方案--認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)（Cognitive Radio，CR）。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)是近年發(fā)展很快的一種無(wú)線通信新技術(shù)，其核心思想是認(rèn)知用戶（Secondary User）在寬頻帶上可靠地感知頻譜環(huán)境，檢測(cè)合法授權(quán)用戶（Primary User）的出現(xiàn)，能自適應(yīng)地占用即時(shí)可用的本地頻譜，避免授權(quán)用戶與認(rèn)知用戶在整個(gè)通信過(guò)程中的相互干擾。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)因其在頻譜使用上的智

2、能性和靈活性，被視為滿足未來(lái)頻譜資源緊張情況下寬帶無(wú)線通信需求的關(guān)鍵技術(shù)之一，將成為未來(lái)無(wú)線泛在網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。目前，認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)在下一代無(wú)線寬帶通信領(lǐng)域的應(yīng)用前景己得到了業(yè)界的普遍認(rèn)可。因此，建立和完善認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的基本理論，解決其關(guān)鍵技術(shù)，具有非常重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義。本論文主要對(duì)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中的頻譜檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究，可以歸納為以下三個(gè)方面的內(nèi)容：（1）低功耗頻譜檢測(cè)算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)；（2）基于空間譜估計(jì)的認(rèn)知無(wú)線電干擾檢

3、測(cè)與分析；（3）空間頻譜變化情況下的實(shí)時(shí)干擾檢測(cè)與分析。
　　 本論文共分為6章，其主要內(nèi)容如下：
　　 第1章為緒論，介紹了課題研究的背景，對(duì)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)、應(yīng)用前景以及關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行了簡(jiǎn)介，并對(duì)本文的研究重點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行了說(shuō)明。
　　 第2章對(duì)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的頻譜檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了概述。介紹了認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中主要的頻譜檢測(cè)技術(shù)，對(duì)它們的基本原理、實(shí)現(xiàn)方法和優(yōu)缺點(diǎn)等進(jìn)行了詳細(xì)分析和討論。
　　

4、第3章介紹了一種基于能量檢測(cè)的雙閾值授權(quán)用戶檢測(cè)算法。介紹了基于能量檢測(cè)的時(shí)域和頻域授權(quán)用戶檢測(cè)算法，分別對(duì)時(shí)域和頻域檢測(cè)算法進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)，并指出了兩種算法在授權(quán)用戶檢測(cè)中的優(yōu)點(diǎn)和存在的不足之處。從降低系統(tǒng)功耗角度出發(fā)，基于時(shí)域和頻域能量檢測(cè)，提出了雙閾值能量檢測(cè)算法及其改進(jìn)算法，對(duì)所提算法進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)。通過(guò)大量仿真，將所提算法與傳統(tǒng)算法的性能進(jìn)行了比較，仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性。
　　 第4章闡述了一種基于來(lái)

5、波探測(cè)的寬帶信號(hào)干擾溫度估計(jì)算法。對(duì)模型產(chǎn)生的背景和意義進(jìn)行了深入分析，對(duì)模型的具體算法進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)。對(duì)基于來(lái)波探測(cè)的寬帶信號(hào)干擾溫度估計(jì)算法中涉及的空間譜估計(jì)理論進(jìn)行了詳細(xì)的論述。通過(guò)仿真驗(yàn)證了所提算法在有向通信背景下可以降低干擾溫度估值，提高頻譜使用效率。
　　 第5章針對(duì)電磁頻譜環(huán)境緩慢變化的應(yīng)用場(chǎng)景，提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多窗口頻譜估計(jì)結(jié)合奇異值分解的干擾溫度計(jì)算方法。對(duì)傳統(tǒng)多窗口頻譜估計(jì)結(jié)合奇異值分解的干擾溫

6、度計(jì)算方法進(jìn)行介紹，并指出了傳統(tǒng)數(shù)值算法在電磁頻譜環(huán)境變化時(shí)的不足。從自適應(yīng)頻譜環(huán)境變化和提高干擾溫度估計(jì)準(zhǔn)確性角度出發(fā)，建立了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的干擾溫度模型，并對(duì)新算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析。通過(guò)仿真對(duì)所提算法與傳統(tǒng)算法在算法復(fù)雜度、干擾溫度估值準(zhǔn)確性和適應(yīng)頻譜環(huán)境變化情況下的性能進(jìn)行了比較，仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提算法能夠?qū)崟r(shí)反應(yīng)電磁頻譜環(huán)境的變化，所得干擾溫度值更加準(zhǔn)確有效。
　　 第6章對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，并指出了后續(xù)進(jìn)