基于凸優(yōu)化理論的認知無線網(wǎng)絡(luò)功率分配研究.pdf

1、頻譜資源是無線通信中最寶貴、最緊缺的資源，而認知無線電則被看作是解決頻譜缺乏問題的關(guān)鍵技術(shù)。由于OFDM具有頻率利用率高、支持靈活的選頻方案等特點，是認知無線網(wǎng)絡(luò)中極具吸引力的調(diào)制方案。本文則主要根據(jù)優(yōu)化理論研究認知無線網(wǎng)絡(luò)中基于OFDM的功率分配以及基于多用戶公平性的功率分配模型與算法。
　　 首先研究了認知OFDM系統(tǒng)的功率分配策略。為滿足認知用戶對主用戶的干擾約束，建立了在主用戶接收端干擾受限條件下最大化認知系統(tǒng)傳輸容量的

2、數(shù)學(xué)優(yōu)化問題。在實際無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，當(dāng)認知用戶不能根據(jù)主用戶的瞬時信道狀態(tài)信息進行實時干擾控制時，主用戶發(fā)生通信中斷的概率將急劇增加。為限制主用戶中斷概率，本文建立了在主用戶接收端中斷概率受限條件下最大化認知系統(tǒng)傳輸容量的數(shù)學(xué)優(yōu)化問題，并利用拉格朗日乘數(shù)法得到了該問題的最優(yōu)解。仿真結(jié)果表明，所提算法將主用戶中斷概率限制在其可容忍范圍內(nèi)的同時最大化了認知系統(tǒng)的傳輸容量。
　　 考慮到認知用戶的功率分配與主用戶信道狀態(tài)信息以及可忍受

3、的干擾極限有關(guān)，本文提出了一種認知OFDM系統(tǒng)中的功率控制策略，當(dāng)主用戶信噪比不斷變化時，認知用戶可根據(jù)干擾控制因子η自適應(yīng)地調(diào)整發(fā)射功率，最大化認知用戶傳輸容量。然后，本文通過仿真驗證了所提算法的有效性和可行性，即認知用戶可根據(jù)主用戶的信道狀態(tài)信息進行自適應(yīng)的功率控制。
　　 最后，本文研究了認知無線網(wǎng)絡(luò)中基于Max-Min和Min-Max公平性的多用戶功率分配策略。由于每個認知用戶具有不同的信道狀態(tài)，因此各用戶對功率資源的需