認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)波束成形算法研究.pdf

1、當(dāng)今，無線通信業(yè)務(wù)高速發(fā)展，傳統(tǒng)的無線頻譜資源的使用方式導(dǎo)致了頻譜資源的短缺和浪費，嚴(yán)重制約了無線業(yè)務(wù)的發(fā)展。認(rèn)知無線電的出現(xiàn)是解決頻譜危機(jī)的一個有效的辦法，因此成為了研究的重點，波束成形技術(shù)結(jié)合中繼網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，可以進(jìn)一步增加通信的距離，減緩了衰落和干擾對通信的影響，從而保證了通信的可靠性與安全性。本文主要研究認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)中的波束成形算法。
　　首先，本文研究了在TDD模式下的認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)中的魯棒性波束成形技術(shù)。針對工作在

2、TDD模式下的認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)，研究了認(rèn)知中繼端魯棒性波束成形技術(shù)。考慮到中繼端無法準(zhǔn)確估計與主用戶接收端之間信道狀態(tài)信息，以及中繼節(jié)點額定功率有限，本文設(shè)計了認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)魯棒波束成形算法，在滿足認(rèn)知用戶接收端信干噪比，中繼端總的發(fā)射功率限制以及每個中繼節(jié)點發(fā)射功率限制的條件下，最小化對主用戶的干擾。仿真表明，新算法與傳統(tǒng)波束成形算法相比，能夠以極少的性能損失為代價，從而保證了系統(tǒng)的正常工作。其次，本文研究了認(rèn)知混合雙向中繼系統(tǒng)的波

3、束成形技術(shù)，考慮到在傳統(tǒng)的認(rèn)知 AF雙向中繼系統(tǒng)中，中繼端在對信號放大的過程中同時也會對噪聲進(jìn)行放大的問題。根據(jù)認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)模型，在滿足認(rèn)知用戶接收端的信干噪比以及中繼端總發(fā)送功率限制的約束條件下，以降低對主用戶接收端的干擾為目的，在中繼端進(jìn)行混合波束成形設(shè)計。仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的認(rèn)知AF雙向中繼系統(tǒng)中的波束成形算法相比，新算法降低了對主用戶接收端的干擾，提高了系統(tǒng)性能。最后，本文研究了基于多中繼選擇的認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)波束成形技術(shù)

4、?？紤]到在認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)隨機(jī)選擇中繼節(jié)點可能會導(dǎo)致較大的誤碼率與失真，降低系統(tǒng)的性能的問題，本文從中繼選擇的角度研究了認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)中基于中繼選擇的波束成形技術(shù)，在滿足對主用戶接收端的干擾門限、中繼端總的發(fā)射功率限制的約束條件下以最大化認(rèn)知用戶和速率為目標(biāo)進(jìn)行中繼選擇和中繼端波束成形設(shè)計。然后運用了較低復(fù)雜度的算法來解決優(yōu)化問題。仿真表明，在中繼端選擇的中繼節(jié)點個數(shù)相同的情況下，與基于隨機(jī)選擇的波束成形算法相比，新算法提高了認(rèn)知用戶