基于博弈論的認(rèn)知MIMO波束成形算法研究.pdf

1、在無(wú)線通信技術(shù)迅猛發(fā)展與廣泛應(yīng)用的今天,有限的頻譜資源和傳統(tǒng)的固定頻譜分配方式,致使大部分授權(quán)頻段利用率低下及頻譜資源的浪費(fèi)。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的提出,解決了頻譜資源不足的瓶頸問(wèn)題,它通過(guò)動(dòng)態(tài)頻譜管理能夠有效提高現(xiàn)有頻譜利用率。為了能夠提高系統(tǒng)的容量,在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中引入 MIMO技術(shù),可以降低傳輸路徑的損耗,提高系統(tǒng)的分集增益,從而提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。
　　波束成形技術(shù)能有效地減少認(rèn)知用戶對(duì)主用戶干擾以及減少認(rèn)知用戶之間的相互

2、干擾,最終達(dá)到提高系統(tǒng)吞吐量的目的。本論文首先對(duì)經(jīng)典的認(rèn)知 MIMO無(wú)線電系統(tǒng)中下行鏈路發(fā)射波束成形模型進(jìn)行了研究,并將博弈論模型引入到認(rèn)知 MIMO無(wú)線電系統(tǒng)中,提出認(rèn)知 MIMO無(wú)線電系統(tǒng)中下行鏈路發(fā)射波束成形算法。在此算法中,為認(rèn)知用戶重新設(shè)計(jì)了代價(jià)函數(shù),利用迭代法得出此代價(jià)函數(shù)納什均衡點(diǎn)收斂,并證明納什均衡點(diǎn)的存在性和唯一性。保證認(rèn)知用戶對(duì)主用戶的干擾在門限之內(nèi),及最大化認(rèn)知用戶之間的信漏比(SLNR)即最大化認(rèn)知用戶的有用信號(hào)

3、功率,減小對(duì)其他用戶的干擾功率,使整個(gè)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)達(dá)到和效用函數(shù)最大化,并大幅提升了收斂速度,提高了認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中用戶的整體收益。
　　對(duì)于認(rèn)知 MIMO系統(tǒng)在非完美信道的情況時(shí),可以通過(guò)三個(gè)步驟解決問(wèn)題:首先,通過(guò)限制認(rèn)知用戶對(duì)主用戶的干擾;其次,在利用信漏比(SLNR)控制認(rèn)知戶之間的干擾;最后,借助認(rèn)知用戶的代價(jià)因子提出新的效用函數(shù),目的是使得這個(gè)效用函數(shù)能夠取得一個(gè)最大的和速率。最終仿真的結(jié)果證明了,通過(guò)設(shè)置合適的代價(jià)因子和