认知异构无线网络中的功率资源分配关键技术研究

摘要

随着移动通讯业务的迅猛增长，传统的蜂窝网络结构难以适应未来无线网络的吞吐量和能量效率需求，因此认知异构无线网络作为蜂窝网络的重要补充之一应运而生。本文研究了认知异构无线网络中的功率资源分配问题，建立了无线终端功率资源复用的数学模型，通过优化认知异构无线网络容量和能量效率，解决分布式网络终端的功率资源分配问题。主要研究工作及创新点如下： 首先，研究了异构无线网络中单用户多频带功率分配问题，提出了一种终端发射功率受限下传输容量和能量效率的优化算法。在异构无线网络的上行链路中，考虑多种通信制式共存的情况，构建了基于多无线电协作的功率资源分配优化问题，证明了所构造的功率分配模型属于凸优化问题，并利用最优化理论中的拉格朗日乘子法解决了相应的最优功率分配问题。仿真实验表明所提出的功率分配方案优于传统最佳频带选择和等功率分配方案。 其次，研究了认知无线网络中的次用户多信道传输问题，提出了一种发射功率受限下最大化次用户传输容量的功率分配算法。考虑认知无线网络中上下行链路存在多个可用频谱空穴的场景，构建了基于多无线电协作的次用户多信道传输模型，在此基础上将模型抽象为次用户多信道复用传输的功率分配优化问题，并采用序列无约束极小化方法（Sequential Unconstrained Minimization Technique,SUMT）予以求解，使得认知用户可以充分利用所检测到的频谱空穴，显著提升了认知无线网络的系统容量和能量效率。 最后，研究了认知异构无线网络中的用户群多信道传输问题，提出了一种用户群发射功率受限时的信道-功率联合分配算法，将优化目标从单用户扩展到用户群，构建了认知异构无线网络中基于多无线电协作的多用户多信道传输模型。为此设计了一种基于改进型KM（Kuhn-Munkras）算法的用户-信道匹配策略，并与后续的最佳功率分配方案进行联合优化，有效提升了用户群的整体吞吐量和能量效率。

目录

第一个书签之前