[发明专利]认知无线MIMO系统中基于零子空间技术的次级预编码发送方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术领域，尤其是指认知MIMO网络中次级系统的发送方法，适用于采用 MIMO技术的有中心结构、mesh和ad hoc等网络结构的认知无线通信系统。

背景技术

“认知无线电”(Cognitive Radio，CR)是在软件无线电概念的基础上提出的。美国联邦 通信委员会(FCC)2002年发布的频谱政策特别工作组(SPTF)报告，对频谱资源的使用政策具有 深远的影响。报告设定了认知无线电工作组，并于2003年5月在华盛顿成立，随后在2004 年3月在美国拉斯维加斯召开了一个认知无线电的学术会议，标志着认知无线电技术正式起 步。认知无线电指自动利用局部未被使用频段为频谱接入提供新路径的能力。因此，认知无 线电的主要优点是当许可频段未被初级用户使用时能被次级非许可用户使用，从而能提高频 谱的利用率，认知无线电(CR)是一种允许非许可用户机会利用许可频段的智能和灵活的技 术。由于其能有效地缓解无线频谱的短缺和提高频谱利用率，近年来受到研究者极大的关注。 人们对认知无线电系统进行了大量的研究工作，认知无线电的研究已涉及到各种无线网络、 而且覆盖的范围很广，包括频谱感知、信道估计、动态频谱共享、媒体接入控制(MAC)和路 由等。

大多数关于认知无线电(CR)网络的现有研究工作假设在初级发射端和次级发射端都使 用单天线，集中于时域和频域。此时，认知无线电作为一个频谱感知问题而研究。当感知到 初级用户频带上不存在初级用户时，则认知无线电用户机会式使用该频谱。这类认知无线电 系统主要通过集中式MAC调度策略来实现“见缝插针”式的频谱共享，而没有利用MIMO技术、 空分多址(SDMA)技术和波束形成技术等来实现次级用户与初级用户同时使用同一个频段， 故其频谱利用率提高的程度有限。我们知道，在设计通信系统中，除了时域和频域自由度之 外，空域提供了另一维更为重要的设计自由度。特别是，多天线WLANs能提供始终连通的宽 带无线接入，使多天线无线局域网(WLANs)正成为支持下一代(如4G)多媒体个人通信业务 (PCSs)的一种切实可行的途径。在过去的10来年中，多天线(MIMO)传输技术由于其诸多优 点而成为无线通信系统的一种最共有的特征。由于多天线(MIMO)技术具有很多优点，尤其 是能提供空间维的设计自由度，故现在的通信标准和系统中，广泛地使用了多天线技术，如 通过空分复用可使容量成倍地提高，通过空时编码可极大的提高传输的可靠性，在多用户MIMO 传输中通过线性信道逆预编码和块对角化(BD)技术可有效地抑制用户间的干扰等等。特别 是，正是由于MIMO技术能实现很多功能，为设计通信系统提供空间自由度，故将MIMO技术 引入到认知无线电系统中，可允许次级网络与初级网络同时工作于相同的频带，从而可极大 地提高频谱利用率。而且，目前大多数无线通信系统都在发射端和接收端使用多天线。所以， 为了充分利用多天线技术提供的复用和干扰抑制能力，而不是求助于不灵活的集中式MAC调 度策略来实现动态频谱共享，因此，近年来MIMO配置下的认知无线电系统及其相关问题受到 很多研究者的关注。