基于网络环境不确定性的认知无线电资源分配研究

• 作 者: 王金凤
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 认知无线电 功率控制 不确定性 鲁棒优化

无线频谱是一种不可再生的稀缺资源，但是频谱的平均利用率却非常低。认知无线电作为一种提高频谱资源利用率的无线电技术，被称为未来最热门的无线电技术。由于无线电网络中存在不确定性：拓扑结构的不确定性、频谱状态的不确定性、环境的不确定性以及信道信息的不确定性。这些不确定性都会影响从用户的功率控制，在考虑不确定因素的情况下对从用户的发射功率进行控制，从而保证不对主用户产生有害干扰是如今存在的主要问题。本文考虑认知无线电中信道信息的不确定性，针对它可能对主用户造成的影响，提出了两种有效保护主用户信息传输质量的功率速率分配方案。首先，本文分析了认知无线电网络功率控制技术的研究现状和发展前景。讨论了认知无线电功率控制面临的挑战，介绍了功率控制的几种算法。分析并考虑了认知无线电信道信息的不确定性对功率控制带来的影响。其次，针对信道信息的不确定性，提出了一种在认知正交频分复用系统中，多个从用户间的联合速率功率分配方案。在算法中加入了调整因子和对干扰约束条件被破坏概率的约束。仿真结果表明，通过此方案从用户的总速率得到了优化同时有效地控制了对主用户的有害干扰。最后，为了不影响主用户的通信质量，在功率分配方案中，加入了对主用户新的中断事件发生概率的约束条件，从而在保护主用户的前提下，完成从用户之间的功率分配。通过仿真实验证明此方案大大的减小了主用户中断事件发生的概率概率，从而有效地保护了主用户的通信质量。