[發(fā)明專利]一種認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)的次用戶網(wǎng)絡(luò)線性收發(fā)機(jī)的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410415140.5
• 申請(qǐng)日: 2014-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN104202277B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張廣馳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L25/03
• 分類號(hào): H04L25/03;H04L1/06;H04B7/0456;H04B7/06;H04B7/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

1.一種認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)的次用戶網(wǎng)絡(luò)線性收發(fā)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，其中次用戶網(wǎng)絡(luò)包括次用戶源端發(fā)射機(jī)、次用戶目標(biāo)接收端和次用戶中繼，次用戶源端發(fā)射機(jī)在未獲得頻譜授權(quán)的情況下利用己獲得頻譜授權(quán)的主用戶的頻段發(fā)射信號(hào)，通過次用戶中繼轉(zhuǎn)發(fā)至次用戶目標(biāo)接收端接收，其特征在于，為每個(gè)次用戶源端發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)線性預(yù)編碼器，消除次用戶發(fā)射機(jī)對(duì)主用戶的干擾；為每個(gè)次用戶目標(biāo)接收端設(shè)計(jì)線性接收機(jī)，消除主用戶對(duì)次用戶接收機(jī)的干擾；為每個(gè)次用戶中繼設(shè)計(jì)波束成型，消除中繼對(duì)主用戶的干擾、消除次用戶間的相互干擾，并最大化次用戶的吞吐量；所述的線性預(yù)編碼器是線性迫零預(yù)編碼器；所述線性接收機(jī)是線性迫零接收機(jī)；所述線性迫零預(yù)編碼器的設(shè)計(jì)方法如下：

S11：計(jì)算從每個(gè)次用戶源到主用戶接收機(jī)的等效信道矩陣

S12：對(duì)等效信道矩陣進(jìn)行奇異值分解；

S13：用與零奇異值對(duì)應(yīng)的列向量構(gòu)成次用戶源端的迫零線性預(yù)編碼器；

其中，次用戶源端、主用戶接收端分別用S_i、D₀表示，U₀為接收端的線性接收機(jī)矩陣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)的次用戶網(wǎng)絡(luò)線性收發(fā)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，

所述的線性迫零接收機(jī)的設(shè)計(jì)方法如下:

S21：計(jì)算從主用戶發(fā)射機(jī)到每個(gè)次用戶目標(biāo)端的等效信道矩陣

S22：對(duì)等效信道矩陣進(jìn)行奇異值分解；

S23：用與零奇異值對(duì)應(yīng)的列向量構(gòu)成次用戶目標(biāo)端的迫零線性接收機(jī)；

其中，主用戶源端、次用戶接收端分別用S₀、D_i表示，V₀為主用戶源端的預(yù)編碼矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)的次用戶網(wǎng)絡(luò)線性收發(fā)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述的波束成型的設(shè)計(jì)方法如下：

S31：通過對(duì)波束成型矩陣矢量化，把求L個(gè)中繼波束成型矩陣{W₁,W₂,···,W_L}的問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)波束成型矢量w；

w=vec(W1)...vec(WL)]]>

S32：把消除中繼對(duì)主用戶接收機(jī)的干擾的條件以及消除次用戶間相互干擾的條件分別轉(zhuǎn)化為兩個(gè)等效矩陣與波束成型矢量w的乘積為零的條件，通過Kronecker積和分塊矩陣，構(gòu)造這兩個(gè)等效矩陣A和B；

A=A1...AK]]>

其中，

H‾RlSi=[H~RlS0,...,H~RlSi-1,H~RlSi+1,...,H~RlSK],i=1,...,K,l=1,...,L]]>

Ai=[H‾RlSiT⊗H~D0R1...H‾RLSiT⊗H~DiRL],i=1,...,K;]]>

S33：找A和B零空間交集子空間的基矢量，令

C=AB]]>

對(duì)C進(jìn)行奇異值分解求得C的零空間，即為A和B的零空間交集，C的零空間矩陣為:

Cnull={PRc1HBpcc1c,PRc2HBpcc2c,...,PRcNHBpccNcN};]]>

S34：利用窮舉法，將C_null中每個(gè)基矢量代入網(wǎng)絡(luò)吞吐量表達(dá)式，找到使次用戶網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大的基矢量，令其為w；

S35：將基矢量w進(jìn)行擬矢量化操作，得到為每個(gè)中繼的波束成型矩陣W_l

其中，次用戶的K個(gè)源端用S₁,…,S_K表示，K個(gè)目標(biāo)端用D₁,…,D_K表示，L個(gè)中繼端用R₁,…,R_L表示，次用戶源端預(yù)編碼器、目標(biāo)端接收機(jī)、中繼波束成型分別用V_i(i＝1,…,K)、U_i(i＝1,…,K)、W_l(l＝1,…,L)表示，中繼的總發(fā)射功率為P_R，從節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)B的信道用H_BA表示，就表示J₁×J₁的單位矩陣，就表示J_L×J_L的單位矩陣。