認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中非完美CSI下的魯棒功率分配研究.pdf

1、無線通信服務(wù)需求快速增長使得頻譜資源成為一種稀缺和寶貴的資源。認(rèn)知無線電允許認(rèn)知用戶和主用戶使用同一個(gè)頻段，有效提高頻譜利用率。同時(shí)，OFDM在自適應(yīng)分配無線資源方面具有很好的靈活性，已成為認(rèn)知無線電中一種非常有前途的候選傳輸技術(shù)。功率分配是認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)高性能的關(guān)鍵，而實(shí)際環(huán)境中非完美信道狀態(tài)信息(CSI)給功率分配帶來了新的挑戰(zhàn)。本文以最大化非完美CSI認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中認(rèn)知用戶容量為目標(biāo)，對功率分配進(jìn)行研究。
　　首先，針對單用戶

2、認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，采用最小均方差的信道估計(jì)模型獲得信道增益。在認(rèn)知信道和跨層信道都存在信道估計(jì)誤差的情況中，認(rèn)知用戶在滿足平均功率約束和干擾中斷約束條件下通過優(yōu)化功率最大化遍歷容量。使用拉格朗日對偶算法得到優(yōu)化功率分配的一般表達(dá)式和認(rèn)知用戶遍歷容量表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上分析在低信噪比和高信噪比下認(rèn)知用戶遍歷容量的漸近趨勢，得到在低信噪比和高信噪比下影響認(rèn)知用戶遍歷容量的關(guān)鍵因子。
　　其次，針對多用戶OFDM認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，采用橢圓近似法建立非完美

3、信道狀態(tài)信息模型，提出一種最大化認(rèn)知用戶容量的魯棒迭代注水功率分配算法。在認(rèn)知用戶滿足本身功率約束和魯棒干擾約束的前提下把認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的功率分配問題轉(zhuǎn)化成非協(xié)作博弈問題，得到魯棒博弈的表達(dá)式。再利用變分不等式分析魯棒博弈的收斂特性，得到納什均衡解唯一性的條件。采用注水算法獲得認(rèn)知用戶最優(yōu)的功率分配解。
　　最后，使用MATLAB仿真工具對非完美CSI下的認(rèn)知用戶容量、對主用戶的干擾等方面進(jìn)行性能評估，驗(yàn)證本文提出的魯棒功率分配算法的有