MIMO主用户网络和认知用户网络带宽共享技术

摘要

无线移动通信技术已经成为当今通信领域发展最快、市场潜力最大的热点技术。然而，无线频谱资源的紧缺是限制无线移动通信与服务应用持续发展的瓶颈。作为一种智能革命性的频谱共享技术，认知无线电(Cognitive Radio，CR)被称为未来最热门的无线技术。它通过对授权频谱进行“二次利用”，为缓解频谱资源的缺乏与日益增长的无线业务需求之间的矛盾开辟了一条新的途径，对有效解决有限的无线频谱资源利用率低这一通信难题有着优越的和不可替代的意义。MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多入多出）技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破。MIMO技术能在不增加带宽的情况下，成倍的提高通信系统的容量和频谱利用率。认知无线电与MIMO技术结合形成的认知MIMO传输技术近年来受到越来越多的关注。认知MIMO能够获得更大的自由度，进一步提高系统性能和频谱利用率。
　　认知MIMO由于引入了空域的自由度而具有进一步提高频谱利用率的能力，这是认知无线电与MIMO结合的初衷。认知无线电技术能够在时间域实现与授权网络的分时同频共存，但是“检测-避免”的工作模式决定其必然会浪费一定的频谱机会。认知MIMO系统通过空间域信号处理，如波束成形技术，并对其增加有关互干扰约束条件，实现与授权用户网络同时共用一段频谱而不产生干扰，即空域共存，进一步提高频率利用率。
　　本文以认知MIMO系统为基础，完成了以下工作:
　　1.本文提出了一种利用空间编解码技术实现MIMO主用户网络和认知用户网络带宽共享的方法。为了验证本文提出的方法的可靠性，对其进行了实验仿真分析，并对不同的方法进行了实验比较分析。
　　2.本文提出了一种电视频带下MIMO主用户网络和认知用户网络带宽共享的技术。通过系统仿真验证了该方法的有效性。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 研究进展

1．3 论文结构及安排

2 认知无线电和MIMO技术概述

2．1 认知无线电的产生

2．2 认知无线电技术

2．2．1 认知无线电定义

2．2．2 理想认知无线电

2．2．3 频谱感知认知无线电

2．2．4 认知无线电在无线通信中的应用及面临的挑战

2．3 MIMO技术概述

2．3．1 MIMO基本概念

2．3．2 MIMO信道模型

2．3．3 MIMO信道容量

2．3．4 MIMO系统的主要特征

2．3．5 MIMO技术的优点

2．4 频谱共享技术

2．4．1 动态频谱分配

2．4．2 免许开放接入

2．4．3 分级共享接入

2．5 本章小结

3 MIMO认知无线电频谱共享技术

3．1 认知无线电频谱共享技术分类

3．2 MIMO系统信道估计

3．2．1 平坦MIMO信道下的训练序列的估计

3．2．2 平坦衰落下导频序列的设计

3．3 MIMO认知无线电下行干扰避免技术

3．3．1 系统模型

3．3．2 下行链路干扰避免技术一

3．3．3 下行链路干扰避免技术二

3．4 MIMO认知无线电上行干扰避免技术

3．4．1 系统模型

3．4．2 上行链路干扰避免技术一

3．4．3 上行链路干扰避免技术二

3．5 误码率分析

3．5．1 下行链路误码率分析

3．5．2 上行链路误码率分析

3．6 本章小结

4 电视频带下MIMO认知无线电干扰避免技术

4．1 系统模型

4．2 上行链路方案

4．3 下行链路方案

4．4 系统性能分析和仿真

4．4．1 BER性能仿真

4．4．2 中断概率仿真

4．5 本章小结

5 结论

参考文献

作者简历

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