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新一代的通信系统应该具有高频谱效率和高传输速率。认知无线电技术能够解决无线频谱资源相对匮乏的问题,通过检测频谱空洞并加以合理分配,从而有效地提高了无线频谱的使用效率。多用户多输入单输出(multiple input single output,MISO)技术在时间维度和频率维度的基础上,又增加了空间维度的概念,同时满足移动平台天线尺寸限制。利用空间维度的复用链路在不需要占用额外频谱资源的情况下实现传输速率的提升。因此,将多用户MISO技术应用到认知无线电系统中,不仅在系统传输速率和性能方面有很大的改善,而且能够更进一步提高频谱效率。本文主要针对多用户认知MISO系统环境进行预编码及功率分配方案的研究,主要工作概括如下: 第一,为提高多用户认知MISO系统传输速率,给出一种基于预编码的用户选择算法。假设信道状态信息已知,算法采用零空间理论消除对主用户干扰和优化迫零(zero-forcing,ZF)预编码技术消除认知用户间干扰。考虑发射功率限制,依次选择认知用户进行注水功率分配实现最大化系统传输速率。此外,在迭代中采用LQ分解减少算法复杂度。数值分析表明,算法系统的传输速率与主用户的干扰门限大小无关,且比采用近正交用户选择算法的系统传输速率高4-6bps/Hz。当发射功率限制为10dB时,在相同条件下使用优化ZF预编码的传输速率比使用ZF预编码的传输速率高约1 bps/Hz。 第二,将正则信道求逆(regularized channel inversion,RCI)预编码方法应用于多用户认知MISO系统中,可较好地克服信道传输矩阵的病态性。由于该方法引入认知用户间的干扰,导致其功率分配是一个非凸优化问题。为有效求解该问题,利用遗传算法分别进行正则参数和功率矢量的优化,在满足基站发射功率约束以及对主用户干扰门限的条件下,最大化系统传输速率,提出一种基于遗传算法的功率分配方案。数值分析也表明,该方案比连续几何规划功率分配方案的系统传输速率高0.1-1.0 bps/Hz。当信噪比为20 dB,认知用户数为6时,相对于ZF预编码注水功率分配方案,该方案使系统传输速率提高约3 bps/Hz。