認(rèn)知MIMO-OFDM的自適應(yīng)空間資源管理.pdf

1、為了解決由無線通信需求的增長而導(dǎo)致的無線通信資源日益緊張的問題,具有高效無線通信資源利用率的新型無線通信技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。由于自適應(yīng)的參數(shù)調(diào)節(jié)能力以及高效的頻譜利用率等技術(shù)優(yōu)勢,認(rèn)知無線電(Cognitive Radio,CR)技術(shù)成為未來無線通信的發(fā)展趨勢。其中,CR的物理實(shí)現(xiàn)方法和資源管理機(jī)制成為其核心研究內(nèi)容。
　　 本文以CR背景下的多輸入多輸出正交頻分復(fù)用技術(shù)(Multiple Input MultipleOutpu

2、t-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MIMO-OFDM)的空間資源管理技術(shù)為研究對象,以提高系統(tǒng)的通信吞吐量為研究目標(biāo),采用蓋爾圓的天線選擇算法與改進(jìn)的MMSE-SIC干擾消除算法,提出一種新型的自適應(yīng)空間資源管理方法,主要開展了以下的研究工作。
　　 作為基礎(chǔ)部分,首先介紹CR的基本原理及頻譜檢測模型。其次分別給出MIMO、OFDM以及MIMO-OFDM系統(tǒng)的原理框圖和數(shù)學(xué)

3、模型。最后介紹MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道模型。
　　 作為核心內(nèi)容,考慮在CU與PU共享同一頻譜的前提下,提出了使用天線選擇與干擾消除算法的一種新型的空間資源管理方法,以達(dá)到自適應(yīng)的空間管理的目的。
　　 (1)基于空間復(fù)用的蓋爾圓的天線選擇算法
　　 為了實(shí)現(xiàn)空間資源管理的目的,采用一種用于發(fā)端的基于蓋爾圓的天線選擇算法。該方法可以高效地利用空間中的無線信道的目的,比隨機(jī)天線選擇算法提供了更低的系統(tǒng)誤碼率和更

4、高的系統(tǒng)容量。
　　 (2)改進(jìn)的最小均方誤差的串行干擾消除(Minimum Mean Squre Error-SerialInterference Cancellation,MMSE-SIC)算法
　　 用于收端的改進(jìn)的MMSE-SIC算法將不同空間數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)采用與原始算法相反的檢測順序,逐層檢測出接收到的干擾和CU信號。Matlab仿真結(jié)果證明:改進(jìn)的串行干擾消除技術(shù)在認(rèn)知系統(tǒng)中與原始的MMSE-SIC算法相比,體現(xiàn)

5、了更好的干擾去除效果。
　　 (3)新型空間資源管理方法
　　 結(jié)合發(fā)端的基于空間復(fù)用的蓋爾圓天線選擇算法和收端的改進(jìn)的最小均方誤差的串行干擾消除算法,構(gòu)建一種天線選擇和數(shù)據(jù)流控制的自適應(yīng)空間資源管理算法。采用這種新型的空間數(shù)據(jù)流控制方法,可以減少通信中斷的發(fā)生,并且保證CU通信的流暢性。
　　 作為結(jié)果分析部分,論文首先對比了采用傳統(tǒng)方法和提議的空間資源管理方法下的CU系統(tǒng)吞吐量;其次,分別分析了采用提議的空間