認(rèn)知多點(diǎn)通信系統(tǒng)的性能分析.pdf

1、認(rèn)知無(wú)線電（Cognitive Radio，CR）技術(shù)能夠克服低效的無(wú)線頻譜分配，緩解無(wú)線頻譜緊缺問(wèn)題，是無(wú)線通信中最有前途技術(shù)之一。共存式頻譜共享CR容量的研究熱點(diǎn)包括基本模型和多點(diǎn)通信模型兩種?；灸Ｐ褪怯梢粚?duì)認(rèn)知用戶與一對(duì)主用戶組成，該模型容量的研究已經(jīng)非常成熟。然而，頻譜共享多點(diǎn)通信模型的容量等性能還沒(méi)有得到充分地研究。論文主要內(nèi)容包括：
　　研究了頻譜共享CR組播系統(tǒng)容量，當(dāng)次用戶基站為單天線時(shí)其容量等于干擾溫度，并且該

2、容量與CR基站峰值發(fā)射功率無(wú)關(guān)。同時(shí)還推導(dǎo)了CR基站是多天線時(shí)組播容量，分析了該容量與多天線數(shù)目、次用戶數(shù)目和干擾溫度的關(guān)系；對(duì)于CR多用戶接入信道，當(dāng)次用戶峰值發(fā)射功率大小是任意的以及考慮了來(lái)自主用戶的干擾?；跇O值理論推導(dǎo)了該信道的漸近容量，研究了該容量的縮放性。
　　研究了兩個(gè)主、次共存多天線頻譜共享CR系統(tǒng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)傳輸容量?；陔S機(jī)幾何工具和馬爾科夫不等式，推導(dǎo)了主用戶網(wǎng)絡(luò)傳輸容量的界限。然后，保證主用戶網(wǎng)絡(luò)的傳輸

3、密度保持不變，推導(dǎo)了次用戶網(wǎng)絡(luò)傳輸容量。利用以上結(jié)果，分別推導(dǎo)了主、次用戶用于發(fā)射的數(shù)據(jù)流最優(yōu)天線數(shù)目和用于消除干擾的最佳空間接收自由度。
　　研究了頻譜共享CR廣播信道單波束隨機(jī)波束成形（Random Beamforming，RBF）傳輸策略下次用戶最大接收信號(hào)功率與噪聲功率之比的分布函數(shù)，證明了此函數(shù)是服從Frechet型分布。利用極值定理，推導(dǎo)了單波束封閉形式的容量。然后，還研究了基于多波束RBF傳輸策略最大接收信號(hào)功率與干

4、擾功率和噪聲功率之比的分布函數(shù)，得到系統(tǒng)最大瞬間容量。在此基礎(chǔ)上，得到了CR網(wǎng)絡(luò)多波束RBF近似容量。但前面RBF分析中CR基站發(fā)射功率僅滿足對(duì)主用戶干擾約束條件，沒(méi)有考慮其本身最大發(fā)射功率的限制，而且僅分析了系統(tǒng)容量的性能。基于上述發(fā)現(xiàn)，接著分析了多用戶頻譜共享系統(tǒng)RBF傳輸方案性能（容量、中斷概率、平均誤符號(hào)率），CR基站發(fā)射功率同時(shí)受到峰值發(fā)射功率和峰值干擾功率同時(shí)約束。
　　協(xié)作中繼通信最近已被研究為一種利用空間分集和擴(kuò)大