認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)波束成形算法研究

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1、:1肥93:單位代碼密級(jí)4碩女《化從"乂哪.論文題目;認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)波束成形算法研究1013010111學(xué)號(hào)賈安旱梧姓名劉化副教授導(dǎo)師學(xué)科專業(yè)通信與信息系統(tǒng)研究方向無線通信工學(xué)碩±申請學(xué)位類別二一六年H月_零論文提交日期南京郵電大學(xué)學(xué)位論女原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的舉化論義是我個(gè)人化導(dǎo)師巧導(dǎo)下進(jìn)巧的研允工作及取得的研究成巧。示注和致謝的地方外,論文中不包含其他人巳經(jīng)發(fā)表或撰氣過盡我所知,除

2、了文中特別加。將研巧成果,也不包含為獲得南京郵電大學(xué)或其它教肯機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使川過的材料一丫謝恵與我同工作的同志對(duì)木研巧所做的任何貢獻(xiàn)均己在洽文中作了明補(bǔ)的說明并表樂。-本人學(xué)位論文及涉及相關(guān)資料若有不實(shí),愿意承擔(dān)切相關(guān)的法律責(zé)巧。、-研巧化簽名:香磚搞曰期:為l(r吟i南京郵電大學(xué)學(xué)位論女使用授權(quán)聲明本人授權(quán)南京郵電大學(xué)可W保南并向國家有關(guān)部n或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子文論文被巧閱和借閱n入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢紫;:JW將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編檔;允許??丧欤海薏?/p>

3、用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保巧、匯編本學(xué)位論文本文電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)一研巧生院辦理論文的內(nèi)容相致(包括刊登)授權(quán)南京郵電乂學(xué)。。論文的公布。涉密學(xué)位論本授權(quán)書義巧解密后適用一一巧、^簽日:生簽:為、期[I?0叫:i導(dǎo)師名角研化名嘴柏、媽氣ResearchonBeamformingAlgorithmsforCognitiveTwo-WayRelaySystemThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicati

4、onsfortheDegreeofMasterofEngineeringByJiaTingtingSupervisor:Prof.LiuXuMarch2016摘要當(dāng)今,無線通信業(yè)務(wù)高速發(fā)展,傳統(tǒng)的無線頻譜資源的使用方式導(dǎo)致了頻譜資源的短缺和浪費(fèi),嚴(yán)重制約了無線業(yè)務(wù)的發(fā)展。認(rèn)知無線電的出現(xiàn)是解決頻譜危機(jī)的一個(gè)有效的辦法,因此成為了研究的重點(diǎn),波束成形技術(shù)結(jié)合中繼網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,可以進(jìn)一步增加通信的距離,減緩了衰落和干擾對(duì)通信的影響,從而保證了通信的可靠性與安全性。本文主要研究認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)中的波束成形

5、算法。首先,本文研究了在TDD模式下的認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)中的魯棒性波束成形技術(shù)。針對(duì)工作在TDD模式下的認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng),研究了認(rèn)知中繼端魯棒性波束成形技術(shù)。考慮到中繼端無法準(zhǔn)確估計(jì)與主用戶接收端之間信道狀態(tài)信息,以及中繼節(jié)點(diǎn)額定功率有限,本文設(shè)計(jì)了認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)魯棒波束成形算法,在滿足認(rèn)知用戶接收端信干噪比,中繼端總的發(fā)射功率限制以及每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率限制的條件下,最小化對(duì)主用戶的干擾。仿真表明,新算法與傳統(tǒng)波束成形算法相比,能夠以極少的性能損失為代價(jià),從而保證了系統(tǒng)的正常工作。其次,本文研究

6、了認(rèn)知混合雙向中繼系統(tǒng)的波束成形技術(shù),考慮到在傳統(tǒng)的認(rèn)知AF雙向中繼系統(tǒng)中,中繼端在對(duì)信號(hào)放大的過程中同時(shí)也會(huì)對(duì)噪聲進(jìn)行放大的問題。根據(jù)認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)模型,在滿足認(rèn)知用戶接收端的信干噪比以及中繼端總發(fā)送功率限制的約束條件下,以降低對(duì)主用戶接收端的干擾為目的,在中繼端進(jìn)行混合波束成形設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的認(rèn)知AF雙向中繼系統(tǒng)中的波束成形算法相比,新算法降低了對(duì)主用戶接收端的干擾,提高了系統(tǒng)性能。最后,本文研究了基于多中繼選擇的認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)波束成形技術(shù)。考慮到在認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)隨機(jī)選擇中繼

7、節(jié)點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致較大的誤碼率與失真,降低系統(tǒng)的性能的問題,本文從中繼選擇的角度研究了認(rèn)知雙向中繼系統(tǒng)中基于中繼選擇的波束成形技術(shù),在滿足對(duì)主用戶接收端的干擾門限、中繼端總的發(fā)射功率限制的約束條件下以最大化認(rèn)知用戶和速率為目標(biāo)進(jìn)行中繼選擇和中繼端波束成形設(shè)計(jì)。然后運(yùn)用了較低復(fù)雜度的算法來解決優(yōu)化問題。仿真表明,在中繼端選擇的中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)相同的情況下,與基于隨機(jī)選擇的波束成形算法相比,新算法提高了認(rèn)知用戶最大和速率,改善了系統(tǒng)性能。關(guān)鍵詞:認(rèn)知無線電,波束成形,雙向中繼,魯棒性,多中繼選擇IAbstra

8、ctNowadays,wirelesscommunicationservicesdeveloprapidly,theuseoftraditionalradiospectrumresourceshasledtotheshortageandwasteofspectrumresources,whichhasseriouslyrestrictedthedevelopmentofwirelessservices.Cognitiveradioisaneffectivemethodtosolve

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