認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化功率分配研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不斷多樣化和寬帶化，頻譜資源變得越來越擁擠。目前所采用的傳統(tǒng)靜態(tài)頻譜分配方案，使得頻譜利用率不高，很多頻譜資源被閑置或未被充分利用。認(rèn)知無線電技術(shù)具有自主尋找和使用空閑頻譜資源的能力，有望解決頻譜資源緊缺和頻譜低利用率之間的矛盾。在認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中，認(rèn)知用戶通過感知閑置的已授權(quán)頻段，在不對授權(quán)用戶造成破壞性干擾的前提下借用授權(quán)頻段，能極大提高頻譜利用率。另一方面，通過中繼協(xié)作，能夠?qū)㈤L距離路徑分成

2、多個短距離。在保證點到點通信質(zhì)量不變的情況下，能減小信號的發(fā)射功率，從而降低用戶之間的信號干擾。因此，將中繼協(xié)作與認(rèn)知無線電技術(shù)相結(jié)合，不僅能進(jìn)一步提高頻譜的利用率，而且能降低通信系統(tǒng)的功率消耗，以達(dá)到提高通信系統(tǒng)容量和綠色寬帶通信的目的。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對單用戶單中繼認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，以中斷概率最小化為優(yōu)化目標(biāo)，提出了一種最優(yōu)化功率分配算法。該算法在保證授權(quán)用戶的通信質(zhì)量，且滿足認(rèn)知用戶和認(rèn)知中繼自身發(fā)射功率的受限條件下，

3、對認(rèn)知中繼系統(tǒng)進(jìn)行功率分配以實現(xiàn)中斷概率最小化的優(yōu)化目標(biāo)。首先，在認(rèn)知用戶的發(fā)射功率一定的條件下，使用KKT條件得到系統(tǒng)初步功率分配。然后，采用雙向迭代搜索算法對初步功率分配進(jìn)行調(diào)整達(dá)到對授權(quán)用戶通信質(zhì)量的保護(hù)，從而獲得系統(tǒng)功率的最優(yōu)分配。⑵針對多用戶單中繼的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，以系統(tǒng)總功率最小化為優(yōu)化目標(biāo)，提出了一種最優(yōu)化功率分配算法。該算法基于功率最小化等同于能效最大化原理，通過求取系統(tǒng)的最大能效從而實現(xiàn)系統(tǒng)最小功率的優(yōu)化目標(biāo)。首先，通過比較