基于全双工的认知MIMO系统性能研究
[Abstract]:With the rapid development of wireless communication services and applications, the contradiction between the limited spectrum resources and the rapidly increasing demand is becoming increasingly prominent. Cognitive radio is an effective way to solve the problems of insufficient spectrum resources and low spectrum efficiency. Cognitive radio systems usually need to solve spectrum sensing and communication mechanism of cognitive users. In order to improve the spectrum detection performance and throughput of cognitive radio systems, this paper introduces multi-input and multi-output (MIMO) technology, cooperative relay technology and full-duplex technology into the design of cognitive radio systems. In this paper, three different cognitive radio system solutions are proposed, and the system performance under these schemes is studied. The main work and innovations are as follows: (1) the cognitive MIMO system based on full-duplex single-user is studied. A joint optimal opportunistic spectrum access scheme and an optimal power allocation scheme are proposed. Under the total transmission power constraints, the optimal perceptual time is obtained by using the three-point method and the optimal power allocation is obtained by the convex optimization algorithm. The simulation results show that, The proposed scheme can achieve higher average throughput than the optimal power allocation scheme based on the convex approximation of variable matrix programming sequences and the equal-power allocation scheme in semi-duplex mode. (2) the cognitive MIMO system with full duplex relay cooperation is studied. The full duplex relay can simultaneously assist the cognitive user source node in multi-antenna spectrum sensing and data transmission. The optimal frame structure design joint antenna selection and optimal power allocation scheme are proposed. The simulation results show that, compared with the traditional duplex equal-power allocation scheme, the multi-antenna half-duplex scheme and the single-antenna half-duplex decoding and forwarding scheme are optimized. The proposed scheme can significantly improve the average throughput of the system when the interference threshold and total transmission power increase. (3) the performance of multi-relay cooperative cognitive MIMO systems based on interference sensing is studied. Considering the effect of imperfect reporting channel on spectrum detection performance, a new frame structure design and optimal full-duplex relay selection and power allocation joint optimization scheme are proposed. Simulation results show that the proposed scheme can achieve better cooperative spectrum sensing performance and greater system average throughput.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN919.3
【相似文献】
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,本文编号:2318840
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