认知无线电网络中基于SINR的多中继波束形成策略

"多用户多输入多输出认知中继网络中基于信号干扰加噪声比的多中继波束形成" 本文是一篇研究论文，探讨了如何在多用户多输入多输出（MIMO）的认知中继网络中，有效地进行波束形成以优化频谱效率并减少对主网络（Primary Network，PN）的干扰。认知无线电技术是一种解决方案，旨在缓解无线通信中的频谱紧张问题，而将中继节点引入认知无线电网络可以进一步提升这一效率。在这个系统模型中，PN包含一对发射器-接收器，而辅助网络（Secondary Network，SN）由多个活跃的源-目的地对以及非再生中继构成，所有节点均配备了多天线。 关键在于设计一种方法，使次要网络（SN）的预编码器和接收器能够在不显著干扰PN的同时工作。文章中提到，次要源采用过零方式设计预编码器，而次要目标则利用接收器来处理干扰。辅助中继通过波束成形技术转发信号，以支持辅助源-目标对的通信。提出的波束形成策略旨在最大化SN的总信号干扰加噪声比（SINR），同时考虑单个发射功率的限制，以确保不会过度影响PN。 进一步，为了实现次级源-目标对间的最大-最小公平性，研究中还提出了最大化最小SINR的中继波束成形方案。这个问题被形式化为一个具有二次约束的二次分数规划问题，并通过半确定松弛技术来解决。这种方法理论上和实践上都证明了其有效性，通过计算机仿真验证了所提波束成形方案的性能。 该研究贡献了一种在多用户MIMO认知中继网络中，基于SINR的智能波束形成策略，旨在提高频谱效率，减少对主网络的干扰，同时保证次级用户的通信质量和公平性。这一方法对于未来无线通信网络的设计和优化具有重要指导意义。