認知無線電中自適應(yīng)發(fā)射信號設(shè)計研究.pdf

1、為了解決頻譜資源稀缺與爆炸式增長的無線通信服務(wù)對頻譜資源需求的矛盾，認知無線電(Cognitive Radio，CR)被作為一種有效的解決方案而提出。在認知無線電系統(tǒng)中，認知無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”(即時間上或空間上的空閑頻譜)，在這些頻譜內(nèi)來傳輸自己的數(shù)據(jù)。認知無線電的對于無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知無線電用戶在接

2、入空閑頻譜之后，如何設(shè)計自身的發(fā)射信號，以使得其自身資源利用最優(yōu)化，并且同時保證授權(quán)用戶(也稱主用戶)的傳輸不被破壞的問題。這一技術(shù)能保證認知無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行了研究：
　　 對于單用戶多載波的認知無線電系統(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、)符號的高邊帶泄露特性以控制對授權(quán)用戶的干擾是一個重要的問題。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知無線電系統(tǒng)的不適應(yīng)性。在此基礎(chǔ)上，本文提出了兩種認知用戶發(fā)射信號優(yōu)化模型，在這兩種模型下，認知無線電用戶可以在保證對授權(quán)用戶的嚴格干擾限制下，達到自身容量的近似最優(yōu)化。
　　 對于多用戶窄帶多入單出(Multiple Input Single Output，MISO)的認知無線電小區(qū)，本文將認知基站下行功

4、率控制與對授權(quán)用戶干擾控制的問題設(shè)計成了一個下行鏈路波束成形(Beamforming)的問題。通過數(shù)學轉(zhuǎn)換可以看到，該問題在逐符號優(yōu)化的情形下是一個標準的二次凸錐規(guī)劃問題(Second Order ConeProgramming,SOCP)，可以通過標準的凸優(yōu)化算法求解。另外，為了簡易的硬件實現(xiàn)，該問題還可以被對偶成傳統(tǒng)環(huán)境下的上行鏈路問題，從而用定點迭代法求解。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