认知 MIMO 传输的吞吐量与能量效率研究
信息论
2013-08-22 v1 math.IT
摘要
本文研究了在服务质量 (QoS) 约束、干扰限制及非完美信道感知条件下运行的认知多输入多输出 (MIMO) 系统的吞吐量与能量效率。假设输入信号向量的发射功率和协方差随系统中主用户 (PUs) 的感知活动而变化。为保护其活动被建模为马尔可夫链的主用户，对认知无线电 (CRs) 的发射功率电平施加了干扰约束。考虑到传输可靠性和信道感知结果，建立了一个状态转移模型。通过构建有效容量来确定吞吐量。推导了低功率制度下有效容量的一阶导数，并确定了存在 QoS 限制和非完美感知结果时的最小每比特能量需求。研究表明，通过与信道矩阵相关的特定矩阵的最大特征值特征空间中的波束成形可实现最小每比特能量。在一种特殊情况下，确定了宽带斜率以进行更精细的能量效率分析。提供了针对不同缓冲区约束级别以及不同发射和接收天线数量的吞吐量数值结果。确定了干扰约束的影响以及多天线传输的优势。结果表明，当干扰功率约束严格时，增加天线数量通常是有益的。另一方面，结果表明，在相对宽松的干扰约束下，将天线数量增加到超过一定水平并不会导致吞吐量的大幅增加。
引用
@article{arxiv.1308.4560,
title = {On the Throughput and Energy Efficiency of Cognitive MIMO Transmissions},
author = {Sami Akin and Mustafa Cenk Gursoy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.4560},
year = {2013}
}