主用户活跃性下的多功率分配策略

考虑到认知用户在信息传输过程中主用户的状态可能随时变化,提出了一种新的功率分配模式——多功率分配策略。在基于频谱感知的系统模型中,以认知系统的吞吐量为目标函数,得出了主用户感知过程的多种状态,并分配三种不同的功率,最大化认知系统的容量。仿真结果表明,随着主用户活跃指数的逐渐提高,所提新模型的功率分配策略要优于传统方法。同时分析了新的功率分配下平均干扰功率与主用户接收端的信噪比对系统吞吐量和最优感知时间的影响,进一步验证了所提出新策略的有效性。 〖HT5H〗关键词：〖HT5K〗认知无线电;主用户活跃;频谱感知分配;多功率分配;吞吐量最大化     

认知型飞蜂窝网络中的子信道分配与功率控制

为了解决宏蜂窝与飞蜂窝构成的两层异构网络上行干扰与资源分配问题,提出了一种在认知型飞蜂窝的双层异构网中结合子信道分配和功率控制进行资源分配的框架。通过对异构网中跨层干扰问题进行分析与建模,将求解最优子信道分配矩阵和用户发射功率矩阵作为干扰管理问题的解决方法。模型中认知型飞蜂窝网络子信道和飞蜂窝网络用户构成非合作博弈,双方利用效用函数最优值进行匹配,构成初始信道分配矩阵;再由接入控制器根据接入条件从初始信道分配矩阵中筛选用户,并优化接入用户的发射功率矩阵,得到最优子信道分配矩阵和功率矩阵。仿真结果表明,优化框架提高了双层异构网络中飞蜂窝网络用户的吞吐量和接入率,降低了异构网中跨层干扰。     

感知/传输帧结构下基于有效容量的多功率分配策略

传统认知无线网络功率分配时,一般假定主用户（Primary User,PU)状态在一帧内不发生变化,并且未考虑传输时延的问题。在下一代移动网络中,由于主用户活跃程度的提高以及严格的时延要求,上述问题是功率资源分配时亟需考虑的重要方面。针对这种问题,以最大化认知用户可获得的有效容量为目标,采用基于感知/传输帧结构的四状态三功率传输策略,从而满足时延约束要求,且考虑了主用户的活跃程度。建立了系统以及状态转移模型,设计了使用服务质量(Quality of Service,QoS)约束的平均信道有效容量优化函数,采用Lagrangian方法详细分析推导了最佳有效容量的理论近似值,并对影响有效容量的不同因素进行了仿真分析。与传统的传输策略相比,在保证主用户正常通信的前提下,采用所提算法,认知用户的有效容量得到了显著提高。     

能量收集双向中继网络的中继选择和功率分配

结合能量收集技术,研究了放大转发双向中继网络的系统性能。基于双向中继系统中的两个端到端信噪比平衡准则,推导出了单中继选择情况下信源最优的功率分配方案和中继最优的能量收集比例。仿真结果证明所提方法能够实现最好的系统性能。通过比较发现,能量收集双向中继网络比传统双向中继网络能够实现更高的传输速率。     

探究随机无线通信信道功率分配策略

在我们的日常工作和生活中无线通信技术已经得到了广泛应用,在不断的应用中,我们发现无线通信技术存在着一些固有的缺点,我们希望其能够保留有线传输,传输稳定和速度快的优点,如果从这两方面考虑,我们就需要对无线系统的有限资源进行合理并有效利用,以获取数据传输的最优化收益.     

改进粒子群算法在频谱功率分配中的应用

在认知无线电中,由于次用户干扰门限要求的存在,传统频谱功率分配方式获得的次用户有效信道容量较低。针对这一问题,提出了一种基于粒子群算法的频谱功率分配算法。首先建立基于干扰距离的认知网络干扰模型,将频谱功率分配问题转化为函数优化问题,并借助混合随机变异思想的粒子群算法进行求解;针对寻优过程中的约束问题,提出了一种基于投入产出比的外点法,保证粒子群在可行域中寻优,最终获得频谱功率分配。仿真结果表明,与传统算法相比,所提算法能够获得较高的次用户有效信道容量。     

基于智能计算的认知无线电网络频谱分配算法研究

随着无线通信业务的迅速增长,有限的频谱资源越来越抢手,同时现有的固定频谱分配方式较难满足通信终端对频谱资源的需求。认知无线电技术通过感知获取系统中的自由频谱资源信息,并使用相应的频谱分配算法选择当前系统中的自由频谱资源,供网络用户在系统中进行分配。频谱分配过程中,传统算法较难实现公平性和系统效能最大化,而对传统算法进行智能优化往往是解决问题的有效途径。本文将对目前认知无线电发展现状进行分析,并通过对传统算法及相关优化算法进行分析和叙述,以便未来更好地解决频谱分配中的问题。     

认知无线电体系结构分析

分析了认知无线电网络的集中式、AdHoc式和Mesh式体系架构及其节点与链路特性。在 认知无线电终端方面,分析了系统组成,并阐述了其认知引擎中环境感知模块、方案制定与优化模 块、知识库、知识进化器和接口模块的功能定义以及认知循环过程。最后,论述了认知无线电的频谱 感知、频谱分配以及功率控制关键技术。     

认知无线网络中一种非合作博弈功率控制算法

针对现有的功率控制算法中存在的干扰问题和功率消耗过大问题,设计出一种新的效用函数,并根据此效用函数提出了一个基于非合作博弈的新的功率控制算法。首先,在效用函数中分别为信干噪比和功率设定了不同的代价因子,并将信道状态概念引入到代价因子里面,使其能够更加合理地控制用户,避免用户过度增加发射功率,同时减小了用户间的干扰;其次,证明了该算法纳什均衡的存在性和唯一性;最后,给出了所提算法的流程图。 仿真结果表明,与Nash算法相比,在保证非授权用户服务质量（QoS）前提下,该算法功率消耗明显降低,并且具有较好的抗背景噪声性能;与K-G（Koskie-Gajic）算法相比,该算法保证了所有的用户的信干噪比满足上下限阈值要求,并且提高了系统容量。     

基于萤火虫算法的多中继功率分配

为了充分实现中继协作,降低多中继协作通信系统功率分配优化问题的计算复杂度,提出了基于萤火虫算法的多中继功率分配方案。在一定的总功率和节点功率约束下,以最大化平均信噪比为优化目标函数,建立了多中继协作系统的功率分配最优化模型。选取该目标函数作为萤火虫的适应度函数,用向量表示萤火虫的状态,该向量的维数为待分配源节点和中继节点的个数,通过萤火虫聚集得到种群中最好的萤火虫,即可获得渐进最优功率分配。仿真结果表明,与平均功率分配相比,基于萤火虫算法的功率分配方案能降低2.44%~6.17%的比特差错率,提高了系统性能。     

协作多组多播认知无线网络的资源优化配置

考虑到无线电频谱资源日益紧缺,提出了一种基于组间组内协作传输的多播组新机制,涉及多个多播组并使用同一频谱资源以协作方式传输信息。基于认知无线网络中该机制,研究了系统的资源优化配置,理论分析得出了功率分配方案,进而讨论了系统加权总传输速率的优化,同时考虑了主用户和认知用户之间信号干扰及功率限制对传输速率的影响,最优化用户性能。仿真结果表明,优化方案下多播组传输速率随用户人数的增加而上升,达到最优化用户服务质量;当功率限制时,通过设置加权因子,能够保证主用户拥有良好的通信性能。     

复合形遗传算法求解功率优化分配研究

传统遗传算法存在过早收敛及局部搜索能力差的缺点,在求解无线网络协作通信功 率优化分配等NP难问题时难以求得最优解。通过小生境策略解决遗传算法过早收敛问题,引 入复合形法提高局部搜索能力,构造了兼顾广度搜索与深度搜索的高性能混合算法,并对上 述问题进行求解。实验结果表明,所提算法与已有算法相比有一定优势,有效延长了协作网 络寿命,稳定性较好,分配的功率波动范围小。     

考虑整数比特率及公平性的认知无线电OFDMA功率分配算法

在基于正交频分多址(OFDMA)的认知无线电系统中,每个认知用户在实际中都是以整数比特进行传输,而以往的速率取整算法只考虑了单认知用户。针对这种情况,提出了一种新的速率取整算法,该算法在原有算法的基础上进行了改进,让每个子载波最多参与一次速率的调整,从而使其在应用于多认知用户时保证了速率取整时的公平性,同时总的传输比特率比原算法有了一定的提高。仿真结果表明,所提算法有效提高了各认知用户在速率取整时的公平性。     

多波束宽带卫星广播系统的自适应功率分配

随着互联网和宽带通信需求的不断增长,未来的多波束宽带卫星系统将主要工作在Ka频段或更高频段,在这些高频段下,时变的天气和降雨是影响系统性能的主要因素。针对这一问题,提出了基于公平性指标的启发式多波束动态功率分配方法,并采用了波束用户分群方法降低算法的计算复杂度,从而能实现系统性能和复杂性之间的交换。仿真结果表明,相比于传统的静态功率分配算法,提出的算法可以在雨衰环境下服务更多的用户,实现更高的功率效率;另一方面,算法也明显提高了系统资源分配的公平性。     

面向能效优化的MIMO系统参数配置

基于点对点多输入多输出（MIMO）通信系统的张量模型,提出了一种以能效最大化为目标的传输参数联合优化方法。首先根据信号矩阵、编码矩阵、信道矩阵构建了接收信号的张量模型和系统能效模型,然后利用张量平行因子（PARAFAC）分解的k-秩条件,通过迭代拟合对能效函数所包含的收发端天线数目、编码长度等传输参数进行联合优化。仿真结果表明,利用穷尽搜索,可以找到一组对应系统能效最大化的传输参数组合。     

多用户MIMO系统中基于博弈论的鲁棒性功率分配

针对多用户多输入多输出（MU-MIMO）天线系统,提出了一种基于非合作博弈论的功率分配方案。此博弈模型中,以用户在系统中的信号泄漏噪声比值（SLNR）作为用户功率分配和公平性参数设置的依据,保证用户所期望的服务质量和公平性,并证明了纳什均衡的存在性。其次,考虑信道估计误差的影响,提出了一种基于滑动模型的迭代功率分配控制算法满足所有用户的最小通信质量要求。仿真结果显示此方案在信道误差的情况下,相比现有方案可提高系统吞吐量。     

OFDM双向多跳网络的新型比特和功率分配算法

结合新型双向多跳网络协议和正交频分复用技术,研究旨在保证通信质量情况下的自 适应比特和功率分配算法,其目的是以较小发送功率和较高频谱效率完成通信。通过凸优化 理论推导出最优功率分配算法,并提出一种基于贪婪原则的自适应比特分配算法,能够以较 低的复杂度在实际工程中完成部署。仿真分析表明,提出的双向多跳算法是传统多跳协议频 谱效率的2倍,所需发送功率是平均资源分配算法的1/3。