1、認知無線電(Cognitive Radio,CR)是為緩解日益增長的無線頻譜資源需求與頻譜資源緊缺之間的矛盾而提出的一種新技術(shù)。它通過非授權(quán)用戶采用頻譜共享方式,在保證授權(quán)用戶正常通信的前提下,實現(xiàn)對授權(quán)頻譜的時分復(fù)用,從而提高頻譜利用率。認知MIMO系統(tǒng)充分利用空域和時域的自由度,實現(xiàn)高服務(wù)質(zhì)量、高速率的通信服務(wù)。在認知MIMO系統(tǒng)中,合理的功率資源管理方案對克服無線信道的衰落和干擾引起的通信性能的下降有著重要意義。
　　首先,

2、建立認知MIMO系統(tǒng)上行鏈路通信模型,模型中認知基站和認知用戶都采用單天線通信方式。研究認知MIMO系統(tǒng)非合作功率控制博弈算法。在采用Underlay頻譜共享方式的模型下,根據(jù)認知用戶的信干噪比必須大于信干噪比閾值,功率小于最大功率的硬性指標要求,提出新的效用函數(shù),并對納什均衡的存在性和唯一性進行證明。通過對效用函數(shù)求導(dǎo)得到最優(yōu)響應(yīng)函數(shù),提出新的功率迭代算法。在此基礎(chǔ)上,針對算法達到納什均衡點時,部分用戶信干噪比遠大于上限目標值而引起功

3、率浪費的情況,通過一種反饋函數(shù)對效用函數(shù)中的懲罰因子進行自適應(yīng)調(diào)整,并將調(diào)整前后的算法與經(jīng)典算法進行仿真對比。仿真表明,經(jīng)過調(diào)整后的功率控制算法在保障主用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下,能夠保證所有用戶的輸出信干噪比滿足上下限值的要求,有效降低認知用戶功率消耗。
　　其次,空域信號處理技術(shù)-波束成形,通過對陣列數(shù)據(jù)進行加權(quán)處理,來達到增強有用信號、抑止干擾信號的目的。建立認知MIMO系統(tǒng)下行鏈路通信模型,模型中認知基站和認知用戶都采用多天線通

4、信方式。研究基于博弈論的認知MIMO系統(tǒng)波束成形和功率的聯(lián)合優(yōu)化問題。通過非合作可分離對策博弈理論,提出關(guān)于這兩個參量的聯(lián)合代價函數(shù),根據(jù)KKT條件證明關(guān)于這兩個參量的各個子博弈存在最優(yōu)納什均衡,最終得到博弈存在最優(yōu)納什均衡的結(jié)論。并通過對拉格朗日函數(shù)求導(dǎo)得到關(guān)于這兩個參量的最優(yōu)響應(yīng)函數(shù),同時提出新的交替迭代算法。仿真表明,該算法有較快的收斂速度。同時,在動態(tài)環(huán)境下,算法也能達到納什均衡,具有很好的適應(yīng)性。
　　最后,論文總結(jié)了前