認(rèn)知無線網(wǎng)中的功率控制技術(shù)研究.pdf

1、認(rèn)知無線電(Cognitive Radio.簡稱CR)技術(shù)是無線通信領(lǐng)域發(fā)展的里程碑。其中功率控制算法是目前認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中研究熱點之一。隨著科技、信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對無線電通信類的服務(wù)需求量日益增加。隨之而來的，頻譜資源短缺成為眾人矚目的一個嚴(yán)重的問題。而認(rèn)知無線電技術(shù)，因其可以實現(xiàn)頻譜的重復(fù)利用、提高頻譜利用率的技術(shù)特性而被提出并得到廣泛關(guān)注。在認(rèn)知無線電系統(tǒng)中，功率控制技術(shù)由于可以降低干擾而成為認(rèn)知無線電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。進(jìn)

2、行功率控制的主要目標(biāo)是既要避免干擾主用戶，保證主用戶通信質(zhì)量，又要保證認(rèn)知用戶的速率性能達(dá)到要求，實現(xiàn)頻譜利用率的提高。
　　本文從認(rèn)知無線電技術(shù)特性出發(fā)，對認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的功率控制算法進(jìn)行了較為深入的研究。文中較為全面地介紹了目前認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的主要功率控制算法，指出了現(xiàn)有算法的優(yōu)勢與不足之處。文中研究了不同路徑損耗下的信道容量公式，以此為基礎(chǔ)詳細(xì)地介紹了集中式、分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的功率控制算法設(shè)計。本文提出了基于帶寬和功率聯(lián)

3、合分配的新的集中式功率控制算法和基于新的代價函數(shù)的分布式功率控制算法，并分別對兩種算法的性能進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析和計算機(jī)仿真驗證。主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　首先，不同的通信信道具有不同的路徑損耗，本文基于此對不同的路徑損耗下的信道容量進(jìn)行分析，得出不同的路徑損耗下的不同信道容量表達(dá)。
　　其次，本文針對集中式認(rèn)知無線電，提出了一種基于帶寬和功率聯(lián)合分配的合作式功率控制算法。算法同時考慮了帶寬與功率對認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)總信道容量的影響

4、，并以總信道容量為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行了多重優(yōu)化。文中通過對目標(biāo)函數(shù)的求解，同時實現(xiàn)了帶寬和功率的最優(yōu)分配，仿真結(jié)果表明，本文算法與功率和帶寬均分的算法相比，大大提高了有效性和系統(tǒng)性能。
　　再次，本文以分布式認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)為背景，提出了一個新的非合作式功率控制算法。算法模型考慮到次級用戶對主用戶的影響，提出了一個新的價格系數(shù)模型。本文通過嚴(yán)格的博弈論證明了算法納什均衡解的存在性和唯一性，并將本文算法與SINR平衡算法和Koskie-Ga