【摘要】：本文針對(duì)由一條授權(quán)通信鏈路和多條次用戶干擾信道組成的認(rèn)知多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系統(tǒng),首先提出了基于信號(hào)子空間的認(rèn)知干擾對(duì)齊迭代優(yōu)化算法,并且證明了該算法可以收斂到穩(wěn)定點(diǎn)。為了進(jìn)一步提升系統(tǒng)的和速率性能,提出了一種聯(lián)合信號(hào)子空間和功率分配的增強(qiáng)認(rèn)知干擾對(duì)齊算法。該算法通過(guò)在每個(gè)次用戶的多個(gè)數(shù)據(jù)流之間進(jìn)行自適應(yīng)功率分配,解決了次用戶的有用信號(hào)空間中總是有殘余的干擾信號(hào)的問(wèn)題。數(shù)值仿真結(jié)果表明,相對(duì)于傳統(tǒng)的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法,所提的算法能夠獲得較為明顯的性能提升。
【圖文】：

繼續(xù)迭代至收斂。5數(shù)值仿真分析在這一節(jié)將對(duì)所提基于信號(hào)子空間的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法和聯(lián)合信號(hào)子空間和功率分配的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證并與現(xiàn)有算法進(jìn)行比較。不失一般性，本文考慮的由一條主鏈路和K次用戶干擾信道組成的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)都配置相同的天線數(shù)目，例如Mk=Nk=M，所有鏈路的MIMO信道的元素服從均值為0，方差為1的瑞利分布且各元素相互獨(dú)立且同分布。假設(shè)每一個(gè)用戶端的接收噪聲為1，兩種算法的收斂閾值都設(shè)為0．001。圖中標(biāo)記說(shuō)明:“ProposedCIA”表示所提的基于信號(hào)子空間的圖1平均干擾泄露性能隨著次用戶鏈路總的自由度的變化Fig．1AverageinterferenceleakageperformancewiththetotalDoFofsecondarynetwork認(rèn)知干擾對(duì)齊算法，“ProposedECIA”表示聯(lián)合信號(hào)子空間和功率分配的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法，“MinWIL”表示文獻(xiàn)［19］中的最小化泄露干擾功率的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法。圖1給出了所提的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法、增強(qiáng)認(rèn)知干擾對(duì)齊算法和已有的最小化泄露干擾功率的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法在1000次隨機(jī)信道實(shí)現(xiàn)下的平均干擾泄露性能，這里的泄露干擾指的是干擾信號(hào)功率在有用信號(hào)自控中的百分比，其定義為ck=∑dkj=1μj(Jk)tr(Jk)，其中Jk=∑Ki=1HkiPiV～iV～HiPHiHHki，認(rèn)知系統(tǒng)的仿真參數(shù)配置為:K=3，M=8，dk=d，d0=4。仿真結(jié)果表明:認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中次用戶網(wǎng)絡(luò)總的自由度大于或者等于17時(shí)，認(rèn)知系統(tǒng)的平均干擾泄露性能明顯大于0，說(shuō)明此時(shí)不滿足認(rèn)知干擾對(duì)齊的可行性條件(20)，也說(shuō)明了次用戶鏈路之間的干擾不能夠由三種算法進(jìn)行有效的抑制。與此同時(shí)，當(dāng)次用戶鏈路總的自由度相同的時(shí)候，所提的兩

信號(hào)處理第33卷導(dǎo)致次用戶網(wǎng)絡(luò)的可用自由度越來(lái)越少。圖3給出了三種算法在系統(tǒng)配置為K=3，M=6，dk=d的平均和速率性能，仿真結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了所提算法的有效性。圖2不同算法的可達(dá)速率Fig．2Theachievablerateofdifferentalgorithms圖3不同算法的可達(dá)速率Fig．3Theachievablerateofdifferentalgorithms圖4給出了所提的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法、增強(qiáng)認(rèn)知干擾對(duì)齊算法與已有的最小化泄露干擾的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法在1000次隨機(jī)信道實(shí)現(xiàn)下的平均和速率性能，仿真參數(shù)配置為:K=2，M=6，d0=2。仿真結(jié)果表明:所提的兩種算法總是優(yōu)于傳統(tǒng)的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法。同時(shí)，隨著信噪比的增加，三種算法的平均可達(dá)速率性能線性增加。這是因?yàn)橹饔脩粽加昧藘蓚�(gè)特征子信道，從而使得次用戶鏈路可以利用剩余的4個(gè)特征子信道來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。圖4不同算法的可達(dá)速率Fig．4Theachievablerateofdifferentalgorithms圖5次用戶個(gè)數(shù)對(duì)于次用戶網(wǎng)絡(luò)可達(dá)速率的影響Fig．5Effectofsecondarynetwork’sachievableratewiththenumberofsecondaryusers圖5給出了在不同次用戶數(shù)目下所提的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法和增強(qiáng)認(rèn)知干擾對(duì)齊算法的平均和速率性能比較，認(rèn)知系統(tǒng)的仿真參數(shù)配置為:K=2，，M=6。仿真結(jié)果表明:隨著次用戶數(shù)目的減少，次用戶鏈路的傳輸速率相應(yīng)的減少，體現(xiàn)了次用戶個(gè)數(shù)的增長(zhǎng)對(duì)于次用戶鏈路性能的提升。而且無(wú)論次用戶個(gè)數(shù)為多少，所提的增強(qiáng)認(rèn)知干擾對(duì)齊算法的可達(dá)速率性能總是優(yōu)于所提的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法。6結(jié)論本文針對(duì)由一條主用戶鏈路和多條次用戶鏈路組成的認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)，首先利用幾何代數(shù)中的Bezout定理分析了認(rèn)知干擾對(duì)齊的可行性條件。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于信號(hào)子空間的認(rèn)知干擾對(duì)齊算法，并且利用單調(diào)有界理?

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本文編號(hào)：2560602