Abstract-In kognitiv radio (CR) nätverk med multipleinput multiple-output (MIMO) länkar, sekundära användare (SU) kan utnyttja "spektrumhål" i rymddomänen för att få tillgång till det spektrum som tilldelats ett primärt system. De måste dock undertrycka de störningar som orsakas av primära användare, eftersom det sekundära systemet bör vara öppet för det primära systemet. I det här dokumentet studerar vi det optimala sekundärlänkformningsmönstret som balanserar mellan SU:s genomströmning och den störning det orsakar för PU:er. I synnerhet syftar vi till att maximera genomströmningen av SU, samtidigt som interferenstemperaturen vid primära mottagare under en viss tröskel. Till skillnad från traditionella MIMO-system, SUs kanske inte har lyxen att veta kanalen statliga information (CSI) på länkarna till PUs. Detta utgör en viktig utmaning för en sekundär sändare att styra störningar bort från primära mottagare. I detta dokument överväger vi tre scenarier, nämligen när den sekundära sändaren har fullständig, partiell eller ingen kunskap om kanalerna till de primära mottagarna. I synnerhet när fullständig CSI inte är tillgänglig ska interferens-temperaturbegränsningarna vara uppfyllda med hög sannolikhet, vilket resulterar i slumpmässiga begränsningar som vanligtvis är svåra att hantera. Vårt bidrag är fyrafaldigt. Först, genom att analysera fördelningsegenskaperna hos MIMO-kanaler, föreslår vi en enhetlig homogen kvadratiskt begränsad quadratic program (QCQP) formulering som kan tillämpas på alla tre scenarier, där olika nivåer av CSI kunskap ger upphov till antingen deterministiska eller probabilistiska interferens-temperatur begränsningar. Den homogena QCQP formulering, även om icke-konvex, är amenable till semidefinite programmering (SDP) avslappningsmetoder. För det andra visar vi att SDP-avslappningen inte medger några luckor när antalet primära länkar inte är större än två. En polynom-tidsalgoritm presenteras för att beräkna den optimala lösningen på QCQP-problemet effektivt. För det tredje föreslår vi en randomiserad polynom-tidsalgoritm för att bygga en nästan optimal lösning på QCQP-problemet när det finns mer än två primära länkar. Slutligen visar vi att när den sekundära sändaren inte har någon CSI på länkarna till primära mottagare, kan den optimala lösningen på QCQP problemet hittas genom en enkel matris eigen value-eigenvekor beräkning, som kan göras mycket mer effektivt än att lösa QCQP direkt.
I REF, Zhang och So analysera problemet med MIMO strålformning av den sekundära användaren (SU) för att maximera sin genomströmning medan du använder slump-constrains för att begränsa mängden störningar till den primära användaren (PU).
Optimal Spectrum Sharing in MIMO Cognitive Radio Networks via Semidefinite Programming
{'venue': 'IEEE Journal on Selected Areas in Communications', 'journal': 'IEEE Journal on Selected Areas in Communications', 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}