認(rèn)知無(wú)線電中自適應(yīng)發(fā)射信號(hào)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、為了解決頻譜資源稀缺與爆炸式增長(zhǎng)的無(wú)線通信服務(wù)對(duì)頻譜資源需求的矛盾，認(rèn)知無(wú)線電(Cognitive Radio，CR)被作為一種有效的解決方案而提出。在認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中，認(rèn)知無(wú)線電用戶可以自主的尋找某段頻譜的授權(quán)用戶(LicensedUser，LU)不占用該頻段的“頻譜空洞”(即時(shí)間上或空間上的空閑頻譜)，在這些頻譜內(nèi)來(lái)傳輸自己的數(shù)據(jù)。認(rèn)知無(wú)線電的對(duì)于無(wú)線資源頻譜利用率的提高有重大意義。
　　 本論文主要研究了認(rèn)知無(wú)線電用戶在接

2、入空閑頻譜之后，如何設(shè)計(jì)自身的發(fā)射信號(hào)，以使得其自身資源利用最優(yōu)化，并且同時(shí)保證授權(quán)用戶(也稱主用戶)的傳輸不被破壞的問(wèn)題。這一技術(shù)能保證認(rèn)知無(wú)線電用戶的合法接入以及更加有效的利用有限的頻譜資源。
　　 本論文主要在以下方面進(jìn)行了研究：
　　 對(duì)于單用戶多載波的認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)，在接入授權(quán)用戶的空閑頻譜之后，如何抑制正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM

3、)符號(hào)的高邊帶泄露特性以控制對(duì)授權(quán)用戶的干擾是一個(gè)重要的問(wèn)題。本文首先介紹了現(xiàn)存的一些邊帶抑制方法，并分析其性能以及它們與認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的不適應(yīng)性。在此基礎(chǔ)上，本文提出了兩種認(rèn)知用戶發(fā)射信號(hào)優(yōu)化模型，在這兩種模型下，認(rèn)知無(wú)線電用戶可以在保證對(duì)授權(quán)用戶的嚴(yán)格干擾限制下，達(dá)到自身容量的近似最優(yōu)化。
　　 對(duì)于多用戶窄帶多入單出(Multiple Input Single Output，MISO)的認(rèn)知無(wú)線電小區(qū)，本文將認(rèn)知基站下行功

4、率控制與對(duì)授權(quán)用戶干擾控制的問(wèn)題設(shè)計(jì)成了一個(gè)下行鏈路波束成形(Beamforming)的問(wèn)題。通過(guò)數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換可以看到，該問(wèn)題在逐符號(hào)優(yōu)化的情形下是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的二次凸錐規(guī)劃問(wèn)題(Second Order ConeProgramming,SOCP)，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的凸優(yōu)化算法求解。另外，為了簡(jiǎn)易的硬件實(shí)現(xiàn)，該問(wèn)題還可以被對(duì)偶成傳統(tǒng)環(huán)境下的上行鏈路問(wèn)題，從而用定點(diǎn)迭代法求解。仿真顯示迭代法的性能幾乎與凸優(yōu)化解法一致。
　　 本文還研究了在多