cr mimo系统下行链路基于干扰驱动的预编码技术研究

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMaster(doctor)ResearchonInterference．DrivenPrecodingTechniquesforDownlinkinCognitiveRadioMIMOSystemsBYDuanyangLi-一Supervisor：Prof．YanhuiLuCommunicationandInformationSystemSchoolofInformationEngineering

2、March2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：杏端妒学位论文使用授权声明日期：沙Jt卜年岁月习日本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交

3、论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：杏嫦伊日期：沁J中年朔zJ日摘要随着全球无线宽带移动通信技术的快速发展，频谱资源的供需矛盾成为制约无线通信持续发展的瓶颈。多天线认知无线电(CRMIMO)技术作为可以解决频谱资源供需矛盾的关

4、键技术受到了广泛的关注。CRMIMO技术既利用了认知无线09(CR)动态的频谱配置能力，又利用了多天线(MIMO)技术在空问处理上的独特优势，最大限度的提高通信系统的频谱利用效率，获得更高的数据吞吐量和服务质量。干扰管理作为CRMIMO技术亟待解决的核心问题之一，是本文研究的重点。传统预编码方案的思想是在保证授权用P(VUs)干扰受限的条件下，尽量抑制或消除认知用户(SUs)之间的干扰，提高系统的性能。但是在发射端已知用户信息和信道状态信息(CSI)的条件下，目标信号受到的干扰是可以被预测的。将预测

5、到的干扰进行分类或者转化处理，可以从干扰中提取出对通信有利的因子，在不增加发射端总发送功率的前提下，提高接收端信号的信干燥比。本文从利用干扰的角度，对CRMIMO下行链路预编码设计方案展开研究，主要研究内容和创新点如下：11基于干扰利用的思想，提出认知部分线性预编码(CR．PLP)。该方案首先利用子空间正交投影理论，将认知用户的信号投影到干扰信道矩阵的零空间，使授权用户在进行通信时免受认知用户的干扰；其次，考虑认知用户间干扰的性质，将干扰分类为相长干扰和相消干扰。利用干扰判断准则，保留与目标信号相位

6、相同的相长干扰，消除与目标信号相位相反的相消干扰。CR-PLP避免了认知用户对授权用户产生干扰，并且利用相长干扰增强目标信号的能量，从而降低了认知链路的平均误符号率，提高了认知用户的信息速率。2)干扰分类的部分线性预编码仅保留了相长干扰，放弃了对相消干扰的利用。为了将相消干扰转化为相长干扰，提高干扰利用率，本文提出了认知相位调整预编码(CR．PALP)方案，进一步改善了系统的性能。CR-PALP利用星座图中的相位信息和信道状态信息，调整干扰符号的相位，将系统中的干扰转化为对通信有利的相长干扰，在不增

7、加认知基站(CBS)发射端总发送功率的前提下，提高了接收端目标信号的能量。复杂度和仿真结果分析表明，认知相位调整预编摘要码以较低的计算复杂度，进一步降低了误符号率，提高了认知用户的信息速率。3)CR-PLP与CR-PALP都没有考虑系统中的噪声，因此本文提出了基于最小均方误差(MMSE)的CR-MMSE．PLP和CR．MMSE．PALP预编码。这两种预编码方案的优化准则是，接收端信号与干扰分类或转化后的发送端信号的均方误差最小。CR-MMSE．PLP和CR-MMSE．PALP较好的平衡了系统中的噪声

8、和干扰，特别是在低信噪比环境下，有较好的性能表现。关键词：认知无线电MISO预编码干扰驱动多用户信道干扰下行链路最小均方误差AbstractWiththerapiddevelopmentofglobalbroadbandwirelessmobileconunu面cationtechnologycontradictionbetweensupplyanddemandofspectrumbecomesabottleneckconstraintthathampersthesu