在多接入认知信道中利用哑基模式的机会波束成形

本文研究了存在从次级网络到主网络的视距 (LoS) 干扰的干扰受限多接入 (MAC) 下垫认知信道中的多用户分集。结果表明，对于 $N$ 个次级用户，假设干扰信道为莱斯 (Rician) 信道，次级和容量缩放比例为 $\log\left(\frac{K^{2}+K}{\mathcal{W}\left(\frac{K e^{K}}{N}\right)}\right)$，其中 $K$ 是莱斯信道的 $K$ 因子，$\mathcal{W}(.)$ 是 Lambert W 函数。因此，视距干扰阻碍了在瑞利 (Rayleigh) 信道中可实现的多用户分集增益，后者的和容量增长比例为 $\log(N)$。为克服这一问题，我们建议在次级移动终端使用单射频电子可控寄生阵列辐射器 (ESPAR) 天线。利用 ESPAR 天线，我们通过为正交{\it 基模式}分配随机权重，在干扰信道中引入人工波动，从而恢复 $\log(N)$ 的增长率。我们将此技术称为{\it 随机天线波束成形} (RAB)。虽然视距干扰原本是容量的阻碍因素，但我们表明，利用 RAB 技术，实际上可以利用它来提高多用户干扰分集，即以最小的硬件复杂度提升{\it 有效用户数}。