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认知无线网络中基于凸优化的功率分配研究


摘 要:主要研究认知无线网络中基于OFDM(orthogonal frequency dinsion multiplexing)的功率分配问题。为将认知用户(secondary user,SU)对主用户(primary user,PU)的干扰功率限制在主用户可容忍的范围内,同时最大化认知用户的传输速率,提出了基于凸优化理论的功率分配方案。仿真结果表明,在主用户可容忍的干扰极限和认知用户总功率约束下,该方案能最大化认知用户的传输速率。
  关键词:认知无线电;正交频分复用;功率分配;凸优化
  中图分类号:TN929.5 文献标志码:A
  文章编号:1001-3695(2010)03-1161-02
  doi:10.3969/j.issn.1001-3695.2010.03.099
  
  Power allocation for cognitive radio network based on convex optimization
  
  XIE Jun-hui,FENG Ping
  
  (Key Lab of Communication Network Testing Technology, Chongqing University of Posts & Telecommunications,Chongqing 400065, China)
  Abstract:This paper focued on the power allocation for OFDM-based cognitive radio network. In order to maximize the transmission rate of secondary users and insure the interference introduced to the primary users is within a tolerable range,this paper proposed a power allocation scheme based on convex optimization theory. Simulation results show that this scheme can maximize the transmission rate with the interference and total power constraint.
  Key words:cognitive radio; OFDM; power allocation; convex optimization
  
  在传统的无线通信系统中,频谱分配制度为固定频谱分配,为避免干扰,政府部门对无线电频谱资源进行统一的宏观管理,通过给不同系统、应用颁发无线频谱使用牌照来为其分配特定的频段,将频谱分为授权频段(LFB)和非授权频段(UFB)两个部分。固定无线电频谱分配虽然避免了不同应用间的干扰,却带来了极低的频谱利用率和频谱资源匮乏问题。近年来的调查发现,固定无线频谱分配导致局部频谱利用率只有15%~85%[1],凸显了固定频谱分配的不合理。因此,研究认知用户机会式地使用主用户的空闲频谱是合乎逻辑的,即机会频谱接入(opportunistic spectrum access,OSA)。机会频谱接入技术能够对不可再生的频谱资源实现再利用,进而缓解频谱的紧缺程度、有效地解决频谱稀缺的问题,为用户和网络运营管理带来丰厚的收益。 ......
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