همسو سازي تداخل فرصت‌طلب در شبكه‌هاي راديوشناخت‌گر با ارسال كد فضا-زمان كاربران ثانويه

Opportunist Interference Alignment in Cognitive Network by Secondary Users to Transmit STBC

رشد تقاضا براي دسترسي به طيف فركانسي، منجر به پيدايش شبكه‌هاي راديوشناخت‌گر شده است. به‌طوري كه در كنار كاربر اوليه، به كاربران ثانويه اجازه داده مي‌شود كه از بخش‌هاي بلااستفاده طيف استفاده كنند. با فرض اين‌كه كاربر اوليه از تمامي طيف فركانسي خود استفاده كند، در فضاي برداري فضاي بلااستفاده خواهد داشت. اين ايده اخيراً مورد توجه قرار گرفته است و طرح همسوسازي تداخل در شبكه‌هاي راديوشناخت‌گر مطرح شد. در اين طرح با توجه به محدوديتي كه در توان ارسالي وجود دارد كاربر اوليه با استفاده از الگوريتم واترفيلينگ تعدادي از راستاهاي فضايي را بدون استفاده رها مي‌كند حال كاربران ثانويه با طراحي پريكدر، علاوه بر اينكه سيگنال خود را در زيرفضاي حاصل از بردارهاي ويژه بلااستفاده كاربر اوليه جهت‌دهي مي‌كنند، تداخل ناشي از ديگر كاربران ثانويه را در گيرنده‌هاي خود هم‌سو مي‌كنند. به اين ترتيب، فضاي بيش‌تري براي هر كاربر باقي خواهد ماند كه در حالت ايده‌آل برابر با نيمي از كل فضاي سيگنال هر كاربر است. در اين مقاله به‌منظور كارايي بهتر كاربران ثانويه، از كدهاي فضا-زمان براي ارسال سيگنال كاربران ثانويه بهره گرفته شده است به‌طوري كه با كاهش تعداد آنتن‌هاي كاربران ثانويه، ميزان تداخل بعد از به‌كار بستن تكنيك همسوسازي تداخل صفر نمي‌شود كه اين تداخل با ساختار الموتي و ايجاد زيرفضاي متعامد در حوزه زمان حذف شده است. در اين مقاله، دو كاربر ثانويه در باند فركانسي مشابه به‌صورت فرصت‌طلب به ارسال اطلاعات در زيرفضاي مجاز مي‌پردازند. هدف طراحي پريكدرهايي است كه تداخل هر كاربر ثانويه را حذف كند به‌طوري كه كاربران ثانويه در زير فضاي عمود بر هم به ارسال اطلاعات مي‌پردازند در نتيجه هر كاربر در زير فضاي متعامد اطلاعات را دريافت و بدون تداخل ناشي از كاربر ثانويه ديگر آشكارسازي مي‌كند.

Growing demand to access frequency spectrum، cognitive radio is introduced so that the secondary users (SU) are allowed to use unused spectrum of primary user. If the primary user (PU) uses the full frequency spectrum، the existing unused spectrum in space-domain can create ideal opportunistic interference alignment considering cognitive networks. Since the PU knows perfect channel knowledge، it can perform water-filling algorithm and singular value decomposition، then secondary users transmit along the spatial direction with the design pre-coder. In this paper، we improve the efficiency of the system with a transmit space-time coding technique introduced by Alamouti. In this regard، the SU transmit and receive antennas are reduced and after performing interference alignment algorithm، but the interference does not becomes exactly zero. In fact، to remove this interference، SU transmits Alamouti code. In this paper، we consider the case of two secondary users opportunistically exploiting the same frequency band utilized by a licensed user. Our goal is to design low-complexity precoders to realize interference cancellation for each secondary user. The main idea is to design precoders such that the two users transmit over two orthogonal spaces. As a result، the decoders can project the received signals to each of the orthogonal spaces and decode the information of each user without any interference from the other user.