认知无线电网络中的非正交多址资源分配算法研究

发布时间：2020-04-27 20:07

【摘要】：随着各种移动设备的广泛使用,用户对数据速率需求快速增长,当前移动通信系统正面临着可用频谱资源紧缺问题。与传统认知无线电网络相比,将非正交多址技术应用到认知无线电网络中可以提高频谱效率和可接入用户数,已成为近年来研究热点。由于能源消耗量在快速增加,提高通信系统能效对倡导的绿色通信具有重大意义。本文针对认知无线电网络中的非正交多址技术,以能效为优化目标,分别研究功率分配和信道分配问题。针对认知无线电网络中的非正交多址功率分配问题,本文提出两阶段功率分配算法。首先,建立了满足次用户最低服务质量限制、主用户干扰功率限制和用户间公平性限制的次用户资源分配模型。然后,定义一个辅助变量,子信道功率消耗率,并分别推导出子信道功率消耗率的上下界封闭表达式。最后,采用凸差(Difference of Convex,DC)规划算法,提出一种可迭代功率分配算法,以求解子信道内复用用户的最优功率系数,再利用类似的Dinkelbach算法和次梯度算法求解最优子信道功率消耗率。仿真结果表明所提功率分配算法性能优于传统的功率分配算法。为了进一步提升网络能效,提出一种联合优化信道分配和功率分配的算法。首先,以主用户干扰功率和次用户最小吞吐量以及子信道最大复用用户数为约束条件,以能效为优化目标,建立混合整数非线性分式规划问题。再将原始问题分解为信道分配和功率分配两个子问题分别求解。为了提高系统能效的同时避免信道状态信息相近的用户复用在同一子信道上,提出了一种次优公平性可调的信道分配算法,并采用连续凸近似和Dinkelbach算法求解子信道最优功率。仿真结果表明,所提算法有效地提高了系统能效和用户公平性。
【图文】：

因此采用一个可靠且有效的资源分配算法对于提升且同时保护主用户系统十分重要。如果想使频谱资有效的资源分配算法，通过合理的资源分配，以进中，首先介绍了认知无线电网络中的 NOMA 基本MA 现有资源分配算法进行描述。网络中的非正交多址基本原理术在不改变现有频谱分配策略的情况下，通过重新资源利用率低的问题[47]。认知无线电技术的核心思。频谱共享的含义是在次用户不能干扰主用户通信空闲频谱。频谱共享一般包括以下四个过程[47]，如

认知无线电网络的 3 种接入方式示意图如图2.2、图 2.3 和图 2.4 所示：图 2.2 机会式接入模式图 2.3 频谱共享接入模式图 2.4 混合接入模式机会式接入是指基站允许次用户在主用户未占用频谱时接入该频谱，并且在接入的同时检测主用户的活动情况，当主用户重新占用该频谱时必须进行频谱迁移。频谱共享接入是指当且仅当次用户对主用户产生的干扰小于主用户接收机中特定阈值时，次用户
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN925

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本文编号：2642606