具有不完美信道感知与估计的认知无线电系统性能分析
信息论
2014-09-11 v1 math.IT
摘要
在采用基于感知的频谱接入策略的认知无线电系统中，次级用户必须执行信道感知以检测主用户的活动。在实际场景中，由于漏检和虚警，信道感知可能会出现错误。另一个挑战是，次级发射机与次级接收机之间信道的时变衰落条件必须通过信道估计来获知。本文分析了在不完美信道感知结果下，相关认知无线电信道中因果信道估计方法的性能，并研究了在信道和感知不确定性下的可达速率。首先，描述了具有信道感知误差和信道估计的认知无线电信道模型。然后，利用导频符号，在次级接收机处采用最小均方误差 (MMSE) 和线性最小均方误差 (L-MMSE) 估计方法来学习信道衰落系数。确定了信道估计和均方误差 (MSE) 的表达式，并研究了它们对信道感知结果、导频符号周期和能量的依赖性。由于感知不确定性导致加性干扰方差的不确定性，有趣的是，信道估计策略和性能被证明依赖于感知可靠性。进一步表明，通常次优的 L-MMSE 估计方法的性能非常接近 MMSE 估计。此外，假设信道估计误差和主用户引入的干扰为零均值且服从高斯分布，确定了线性调制方案和高斯信令的可达速率表达式。随后，联合优化训练周期以及数据和导频符号的能量分配，以最大化两种信令方案的可达速率。
引用
@article{arxiv.1409.3126,
title = {Performance Analysis of Cognitive Radio Systems with Imperfect Channel Sensing and Estimation},
author = {Sami Akin and Mustafa Cenk Gursoy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.3126},
year = {2014}
}