多用戶認知信道的容量域和功率分配的研究.pdf

1、隨著無線通信技術的迅速發(fā)展,無線系統(tǒng)和服務急劇增長,使得無線頻譜變成非常稀缺和寶貴的資源。認知無線電作為一種致力于提高頻譜利用率的新興無線通信技術,引起了學術界和工業(yè)界的廣泛關注。雖然認知無線電技術研究已經取得了一定的成果,但離實際應用還有一定的距離。要使認知無線電真正成為提高頻譜利用率的實用技術,既需要技術上的創(chuàng)新,也需要信息理論上的支持。
　　本文從信息論角度研究多用戶認知無線電網絡的理論性能,研究了認知無線電網絡中多用戶認知

2、信道的容量域和功率分配問題。論文的主要研究內容包括:
　　研究了高斯多用戶信道中的功率分配問題。對于高斯廣播信道中在每個用戶賦予不同權值條件下使整個系統(tǒng)吞吐量最大化的功率分配問題,建模為加權速率和最大化問題。通過對目標函數(shù)進行數(shù)學上的分析,利用目標函數(shù)的特殊性質,求出了高斯廣播信道中功率分配問題的閉式最優(yōu)解。對于高斯多址接入信道中的功率分配問題,建模為功率和約束條件下的加權速率和最大化問題。通過高斯多址接入信道和高斯廣播信道間的對

3、偶性將問題進行了轉化,求出了高斯多址接入信道中功率和約束條件下功率分配問題的閉式最優(yōu)解。本文所求得的閉式最優(yōu)解計算復雜度低,非常適合應用于實際通信系統(tǒng)中的動態(tài)功率分配。
　　研究了高斯認知廣播信道的容量域和功率分配問題。建立了認知廣播信道的數(shù)學模型,給出了認知廣播信道容量域的定義。對于弱干擾狀態(tài)下高斯認知廣播信道,求出了其信道容量域。在保證認知用戶的通信不對主用戶造成干擾的條件下,求出了共存條件下弱干擾狀態(tài)下高斯認知廣播信道容量域

4、。對于共存條件下高斯認知廣播信道中多個認知用戶間的功率分配,建模為高斯認知廣播信道中加權速率和的最大化問題,并求出了功率分配的閉式最優(yōu)解。
　　研究了高斯認知多址接入信道容量域。建立了認知多址接入信道的數(shù)學模型,給出了認知多址接入信道容量域的定義。對于一類特殊的高斯認知多址接入信道――對稱弱干擾狀態(tài)下高斯認知多址接入信道,求出了其信道容量域。同時,為了保證認知用戶的通信不對主用戶造成干擾,還研究了共存條件下高斯認知多址接入信道容量