Performance and coordination in multi-antenna cognitive radio networks
Performance et coordination dans les réseaux radios cognitifs multi-antennes
Résumé
In this thesis, we initially conducted an analytical performance analysis of two of the most popular cognitive radio (CR) schemes, namely the interweaved and the underlay cognitive radio network (CRN) approaches. It was numerically shown that the behavior of each of the examined CRN approaches is highly dependent on basic system parameters. Furthermore, we studied the problem of rate-optimal receive BF and user selection, considering the uplink of a multi-user, unprioritized CRN. As the assumption of a channel state information (CSI) setting, whereby the involved channels would be merely instantaneously (resp. statistically) known is, to a great extent, optimistic (resp. pessimistic), we considered a mixed (combined) CSI scenario. Then, the problem of rate-optimal transmit BF for a MISO underlay CRN, assuming the existence of mixed CSI, was thereafter formulated. Concentrating on downlink communication, the goal of the system’s design was the maximization of the secondary system’s achievable ergodic capacity, subject to an average rate constraint imposed on primary communication. Continuing the investigation of the latter precoding problem with mixed, distributed channel knowledge, we developed a coordination scheme, according to which, the transmitters coordinate on the basis of statistical (covariance) information of the global channel. The proposed precoding strategy was shown to outperform conventional approaches taken from the literature. Finally, within a prioritized CRN framework, we proposed a pilot assignment algorithm.
Dans cette thèse, nous avons d'abord réalisé une analyse de la performance analytique des deux plus populaires systèmes de la radio cognitif (CR), à savoir les réseaux de radio cognitive (CRN) interweaved et underlay. Il a été montré que numériquement le comportement de chacun des approches CRN examinés est fortement dépendant des paramètres du système de base. En outre, nous avons étudié le problème de taux optimale de recevoir BF et la sélection de l'utilisateur, compte tenu de la liaison montante d'un multi-utilisateur, CRN sans priorité. Comme l'hypothèse d'une information d'état de canal (CSI) réglage, par lequel les chaînes concernées ne seraient que instantanément (resp. statistiquement) connu est, en grande partie, optimiste (resp. pessimiste), nous avons considéré un scénario de CSI mixte. Ensuite, le problème de taux des optimale de transmission BF pour un MISO underlay CRN, en supposant l'existence de CSI mixte, a ensuite été formulée. Se concentrer sur la communication de downlink, l'objectif de la conception du système était la maximisation de la capacité ergodique réalisable du système secondaire, soumis à une contrainte de taux moyen imposée sur la communication primaire. Poursuite de l'enquête du problème de précodage dernier avec la connaissance du canal distribute et mixte, nous avons développé un système de coordination, selon lequel, les émetteurs de coordonner sur la base de statistiques (covariance) des informations de la chaîne mondiale. La stratégie de pré-codage proposé a été montré à surperformer les approches classiques tirés de la littérature. Enfin, dans un cadre CRN priorité, nous avons proposé un algorithme d'affectation des pilotes.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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