认知无线电非完美感知下资源分配研究

摘要

由于认知无线电的迅猛发展，不可再生的频谱资源如何得到有效地利用成为整个社会关注的热点。认知无线电中的其中一个关键的技术便是频谱感知，次用户接入频段前需对主用户的状态进行检测分析，并做出是否接入的判决。其次，为了将主用户的正常通信的影响降低到最小，我们要根据感知结果将发送功率进行合理的分配，并对次用户加以传输功率等方面的限制。
　　本文以正交频分复用（OFDM）的认知系统为背景，采用了基于感知的频谱共享模型来进行研究。在以往研究中，频谱感知不完美的情况下所采取的对主用户保护方法比较单一，大都采用传统的传输功率限制条件，本文在此基础上做了以下工作：
　　1、基于上述系统模型，本文在次用户受到传输功率限制的前提下，加上干扰功率限制来对主用户进一步保护，并对目标函数进行了求解的最优化。由于主用户在传输功率条件限制下，系统的吞吐量和感知时间关系是一凸函数。但是在此基础上再加上干扰功率限制，问题就转化成了非凸问题的优化。本文假设 OFDM系统中子信道的数量较多，且在时间上满足共享的条件，由此非凸问题便可以转化成凸优化问题，进而可求得最优功率的表达式。
　　2、在上述基础上本文提出了一种新的保护策略——速率损失限制，使得主用户在其工作的过程中速率损失尽可能小，从而达到保护主用户的目的。随后对所提新观点进行分析讨论，并对得到的目标函数最优化求解，最后仿真验证所提观点的正确性和可行性。
　　3、对干扰功率限制和速率损失限制对系统的影响进行了对比，比较两者之间性能的好坏。随后通过理论的公式推导，得到两者之间的关系：认知系统可承受的速率损失的最大门限是与干扰功率阈值相关的。并对此观点的提出进行了仿真论证，结果表明两者之间确实存在阈值上的关系，并证明新的策略可有效地保护主用户的正常通信，并对系统性能的提升有着明显的优越性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 课题的研究现状

1.3 课题的研究内容与结构安排

第二章 认知无线电中的关键技术

2.1 频谱感知技术

2.2 OFDM技术

2.3 本章小结

第三章 干扰功率限制下认知无线电资源的优化分配

3.1 SU接入方式与条件限制

3.2 模型的描述

3.3 干扰功率限制下系统的优化

3.4 仿真结果及分析

3.5 本章小结

第四章 速率损失限制下认知无线电资源的优化分配

4.1 速率损失限制下系统的优化

4.2 速率损失与干扰功率限制的关系

4.3 仿真结果及分析

4.4 本章小结

第五章 展望与总结

5.1 工作总结

5.2 工作展望

参考文献

致谢

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