认知MIMO系统中干扰对齐技术的研究

发布时间：2017-04-24 09:15

  本文关键词：认知MIMO系统中干扰对齐技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：认知MIMO技术是认知无线电与MIMO技术结合而成的无线传输技术。将MIMO技术应用于认知无线网络中,能够获得更大的自由度,进一步提高系统的吞吐量和频谱利用率。也可以进一步利用MIMO的阵列增益,分集增益,复用增益等来提高认知无线网络的频谱资源利用率。还可以应用MIMO的波束成型,预编码技术来对抗网络中的各种干扰。然在认知用户机会式接入主用户频谱进行通信的过程中,认知用户会对主用户产生干扰,第三章所做研究是保证主用户传输性能时最大化认知用户的吞吐量。在研究过程中,考虑主用户和认知用户的接收端都能获取完美的信道状态信息,通过干扰对齐方法来降低认知用户对主用户造成的干扰。干扰对齐是通过主用户和认知用户各发送端的预编码来实现,对认知用户的发送端采用两级预编码的设计方案,不仅考虑了对齐认知用户对主用户产生的干扰,同时保证了认知用户的传输性能。其中一级预编码将认知用户对主用户的干扰对齐到主用户未使用的子信道,从而消除认知用户对主用户的干扰,二级预编码用于提升认知用户的传输性能。针对认知MIMO通信系统中认知用户之间的干扰,第四章对认知用户系统采用基于时分复用的方式进行传输。在研究过程中,将各个认知用户放在不同的时间段进行传输,在保证认知系统吞吐量最大的情况下,通过优化目标函数的方法找到合理的认知用户传输时间段分配。为了更好地衡量通信性能,同时引入“能源效率”作为衡量指标。仿真结果可以看出,在信噪比小于6d B,相对认知用户同时传输的算法,采用基于时分复用的干扰消除算法下,单位带宽认知系统可以增加0.5bit/s的吞吐量,同时也提高了能源效率。考虑中继具有能扩大宽带无线网络覆盖范围,消除覆盖的盲点,提高系统容量的优势,在认知用户系统中加入中继辅助进行通信。在此通信场景下,第五章分别研究了中继辅助的分布式干扰对齐算法和兼顾认知用户传输性能干扰对齐算法的性能。研究表明在认知用户系统中加入中继辅助通信的场景下,在不影响主用户传输性能的情况下,认知用户的吞吐量单位带宽平均增加了0.2bit/s。
【关键词】：认知MIMO技术 干扰对齐 预编码 中继 吞吐量 能量效率
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 英文缩略语表7-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 本论文的研究背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 本论文的研究工作和结构安排11-12
• 1.4 本章小结12-13
• 第2章 认知无线通信相关的关键技术13-20
• 2.1 认知无线电的频谱共享技术13-15
• 2.1.1 认知无线电的频谱检测技术14
• 2.1.2 认知无线电的频谱接入技术14-15
• 2.2 认知MIMO技术15-16
• 2.3 干扰对齐技术16-17
• 2.4 预编码技术17
• 2.5 中继技术17-19
• 2.6 本章小结19-20
• 第3章 认知MIMO系统中兼顾认知用户传输性能的干扰对齐算法20-29
• 3.1 引言20
• 3.2 系统模型20-21
• 3.3 兼顾认知用户传输性能的干扰对齐算法21-24
• 3.3.1 理论分析21-22
• 3.3.2 干扰对齐算法22-24
• 3.4 仿真结果分析24-27
• 3.4.1 性能仿真24
• 3.4.2 结果分析24-27
• 3.5 本章小结27-29
• 第4章 基于时分复用的认知MIMO系统的干扰消除算法29-35
• 4.1 引言29
• 4.2 系统模型29-31
• 4.3 基于时分复用的干扰消除算法31-33
• 4.3.1 干扰消除算法31-32
• 4.3.2 实验仿真及性能分析32-33
• 4.4 本章小结33-35
• 第5章 中继辅助的认知MIMO系统的干扰对齐算法35-46
• 5.1 引言35
• 5.2 系统模型35-37
• 5.3 中继辅助下干扰对齐算法37-40
• 5.3.1 中继辅助下分布式干扰对齐算法37-39
• 5.3.2 中继辅助下兼顾认知用户传输性能的干扰对齐算法39-40
• 5.4 实验仿真及性能分析40-45
• 5.5 本章小结45-46
• 第6章 总结与展望46-48
• 6.1 本文总结46-47
• 6.2 研究展望47-48
• 参考文献48-51
• 攻读学位期间取得的研究成果51-52
• 致谢52-54
• 附件54

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本文编号：323942