认知无线网络中基于凸优化的功率分配研究

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。     

混合保护准则下基于NC-OFDM的认知无线电系统功率分配

针对主用户采用OFDM通信体制,认知用户采用NC-OFDM通信体制,认知用户共享主用户授权频谱的工作场景,研究了认知无线电系统功率分配策略。提出依据主用户不同工作状态,采用不同的约束准则:对认知用户工作信道,引入功率泄漏干扰因子约束认知用户的发射功率,以限制对主用户工作信道的泄漏功率强度;对主用户工作信道,设置主用户速率损失上限,以确保主用户正常工作。功率分配算法以混合约束准则为基础,最大化认知无线电系统的传输速率。仿真结果表明,与干扰功率约束机制相比较,本算法能显著提升传输速率。     

OFDM认知无线电网络低复杂度功率分配算法

在正交频分复用认知无线电网络中,研究多个功率约束条件下的功率分配问题。认知用户功率约束条件分为两类:对主用户频段的干扰约束与认知用户总传输功率约束。以最大化认知用户速率为目标,构建一个多约束条件优化问题,得出最优功率分配算法,在此基础上,通过对约束条件加以分解,提出一种低复杂度的次优功率分配算法。仿真结果表明,最优算法可以取得最大的认知用户传输速率;提出的次优算法可以极小的性能损失,在复杂度上取得较大优势。     

一种公平的认知无线电系统下行频谱分配策略

目前关于认知无线电频谱分配的研究大多以最大化系统容量为目标,很少考虑认知用户的QoS需求,频谱分配方案设计缺乏公平性。针对主用户干扰限制和保障认知用户QoS需求,结合OFDM技术,研究了认知无线电场景中下行多用户分配算法。该算法构建不等式约束下的目标函数以最大化系统容量,通过拉格朗日(Lagrange)对偶优化法给出近似最优解。仿真结果表明,所提算法在牺牲系统和容量的前提下充分保证了次用户的QoS需求,提高了系统的公平性。     

基于OFDM的认知无线电用户频谱分配策略

结合正交频分复用(OFDM)技术,研究认知无线电场景中的多用户频谱分配策略,提出最优与次优2种算法。最优算法通过授权用户的SIR下限得到认知无线电的发射总功率,采用拉格朗日定理为每个认知用户分配子载波和功率。次优算法引入分配比例因子来体现用户分配的公平原则,通过限制SIR得到频谱分配结果。仿真结果表明,2种算法的性能优于现有基于FDMA的静态频谱分配算法,能从不同层面满足认知无线电的需求。     

基于凸优化的认知中继功率分配

该文研究了基于凸优化的认知中继功率分配问题。考虑在干扰温度的限制下,如何通过合理的子载波功率分配使得系统容量最大化。文章依据凸优化理论给出该问题的最优迭代算法,并从改善算法平均时间复杂度的角度加以改进,进而提出一种次优算法。数值仿真结果表明,次优算法相比最优算法有一定的性能损失,但是计算复杂度大大减少。     

基于认知OFDM系统的功率分配算法

在正交频分复用的认知无线电系统中,授权用户会受到认知用户频带内子载波带外功率泄漏的干扰。针对这一问题,提出了一种基于幂函数分布的次优化功率分配方案,通过线性约束的凸优化数值运算,有效降低了最优方案中运算的复杂度。给出了在认知用户发射功率约束条件下的信道吞吐量分析。仿真结果表明,所提出的方案在满足授权用户干扰门限约束条件下,提高了现有功率分配方案的认知用户信道吞吐量。     

基于用户间公平性的改进型频谱分配算法

针对目前频谱资源紧缺的现状,通过对图论着色模型的分析理解,提出了一种基于用户公平性的改进颜色敏感度的图论着色算法,该算法从用户的网络效益和使用频谱数出发,引入公平因子,改变频谱分配过程中给用户的分配优先级,保证频谱分配的公平性.通过仿真表明其可行性.     

信道估计误差对功率分配算法的影响分析

自适应功率分配技术可以最大限度提高OFDM传输系统的信道容量和传输质量.是多用户OFDM系统中的关键技术.分析和比较了非理想信道估计情况下,信道估计误差对当前三种主要OFDM适应功率分配算法性能的影响.仿真结果表明,无论是理想信道估计还是存在误差的非理想信道估计条件下.理想频谱平衡算法和迭代频谱平衡算法的性能总是优于迭代注水算法.但是,随着信道估计误差的不断增大,迭代注水算法的性能具有较好的稳健性.对设计实际系统有重要的指导意义.     

基于QOE效用函数的多用户OFDM系统功率分配算法

将用户感受质量(Quality of experience,QOE)引入正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统的资源分配算法设计中,并基于QOE构建的效用函数提出了一种以系统平均QOE最大化为目标的功率分配算法.该算法利用导数迭代逼近的方法调整...     

基于优化功率分配的OFDM系统峰均功率比抑制

针对正交频分复用(OFDM)信号的高峰均功率比问题,提出了一种基于优化功率分配的OFDM峰均功率比抑制机制OPAR。在考虑功率放大器转化效率的前提下,分析了功率转化效率与峰均功率比之间的关系,推导了叠加的导频信号与数据信号功率分配的闭环表达关系式。在给定子载波数与峰均功率比概率阈值的条件下,OPAR能快速优化导频信号与数据信号的最佳功率分配。实验结果及与现有的机制比较表明,提出的OPAR机制可以获得更好的峰均功率比改善性能。     

基于干扰温度限制的认知正交频分复用系统功率分配算法

在认知正交频分复用（OFDM）系统中,为避免对主用户（PU）的干扰,需要对认知用户（CU）基站的发射功率进行控制和分配。针对认知用户基站无法合理分配其发射功率及无法有效提高数据传输速率等问题,在传统注水功率分配算法的基础上,提出了一种双因子二分搜索最优化功率分配算法。该算法充分考虑认知用户信道上干扰温度的限制,首先,在满足总功率限制的条件下引入剩余函数;然后,利用剩余函数的单调性,通过双层二分搜索迭代方法求得拉格朗日因子的准确值;最后,通过拉格朗日因子的值求出各子信道上所分配的功率值。仿真结果表明,所提算法能有效利用主用户频带间的频谱空穴,在总功率限制和干扰温度（IT）限制下,最大化认知用户的数据传输率,其值逼近传统注水算法。同时该算法所得到的数据传输速率比总功率平均控制算法和干扰温度平均控制算法有明显的提高,在相同仿真环境下其传输总速率超出约4×105b/s。在迭代过程中所提算法处理时间较少,并体现出良好的鲁棒性。     

基于正交频分复用的自适应载波调控策略

针对现今众多无线宽带传输方案采用OFDM技术的现状,在分析FLASH-OFDM及其改进技术Flexband的基础上,提出了多频蜂窝网的自适应载波调控策略。在单个蜂窝中采用了3个载波,其覆盖范围分为远、中、近三个等级;用户根据自适应载波调控策略选择信号质量好的信道。仿真结果表明,该方案能够获得更高的网络吞吐率及频谱利用率,并能支持更多的用户,提高了系统容量。     

时变衰落信道中的自适应反馈资源分配

讨论了在任意衰落的时变信道中自适应反馈的资源分配方法,提出了基于相干时间周期检测的增量调整及基于容量变化自适应反馈信道状态的自适应功率分配方法,仿真了多径衰落信道中这种自适应分配方式的OFDM系统容量,通过与理想情况下的注水原理资源分配容量比较,证明了自适应分配方法的性能与最佳分配基本一致,同时大大降低了系统的复杂度,减少了迭代次数,提高了系统效率,并保证了各用户的长期公平性。     

认知OFDM系统中基于能耗受限的频谱感知方法

针对传统频谱感知方法没有考虑能耗受限对认知系统的影响,以认知正交频分复用(OFDM)系统为背景,提出一种基于能耗受限的联合优化频谱感知方法。该方法基于传统能量检测方法,以最大化吞吐量性能为目标,将频谱感知问题建模为一个优化问题,联合多个频带选取最优感知时间和判决门限参数,使其在能耗受限的情况下,总吞吐量达到最大。仿真结果表明,与传统使用能耗均分的检测方法相比,该方法具有更大的吞吐量,能够更好地节约能耗。     

CPSO在配电网OFDM系统比特功率分配中的应用

自适应OFDM系统的比特功率分配是提高频谱利用率的关键技术,基于注水原理的注水迭代算法能够达到比特功率分配的理论上线,但实际系统中由于调制方式及传输比特整数规划的要求,不能达到比特功率分配的优化结果。鉴于此提出了云粒子群优化算法（Cloud Particle Swarm Optimization,CPSO）,利用云模型的不确定特性增加群体多样性,解决粒子群优化算法易于陷入局部极值的缺点。通过给出的云粒子群进化模式,实现搜索空间的全局搜索和局部搜索;采用进化过程中动态缩小搜索空间策略提高算法收敛速度,从而解决在低压配电网上系统发射总功率和误码率限定条件下的系统传输速率最大化比特功率分配问题。通过仿真实验表明所提算法的分配结果与位添加法相当,减少了运行时间,与注水迭代算法相比,在系统传输速率相同的情况下节省功率达4.7~14.8 dBm。     

基于OFDM的多用户认知无线电系统的基于效用函数的跨层资源优化分配

提出了一个基于OFDM的多用户认知无线电系统的基于效用函数的跨层资源优化分配算法,该算法不仅能控制认知用户因为频谱泄露导致的对主用户的干扰,而且能够在多个认知子用户间平衡资源分配中的资源使用效率和公平性的问题。仿真结果显示,提出的算法就平均吞吐量或平均效用与现有的最具代表性的两种典型算法相比有更好的性能,同时认知子用户也获得了公平性的资源分配。     

基于限幅的低峰均功率比的MC-CDMA系统

针对MC-CDMA系统的上行链路存在的峰均功率比问题,提出了一种降低峰均功率比的新的系统解决方案。该方案在系统的发射端利用限幅方式来有效降低峰均功率比,在接收端通过设计一种基于决策反馈的新型接收机来估计和抵消限幅噪声,从而恢复系统的误码率性能。仿真实验证明该系统能在降低峰均功率比的同时,仍具有良好的误码率性能。