论文部分内容阅读
随着通信技术的飞速发展,无线业务的迅速增加,频谱资源的紧缺性日益凸显。目前,认知无线电是解决这一问题的最热门技术。它通过对授权频谱的复用,为缓解频谱资源缺乏与日益增长的无线业务需求之间的矛盾开辟了新的途径。功率控制技术是认知无线网络中的关键技术之一。它的应用可以保护主用户不受次级用户的干扰,同时认知网络内部也需要利用功率控制技术来保证次级用户的可靠通信,进而到达提高认知无线网络(cognitive radio network, CRN)的吞吐量和资源分配公平性的目的。考虑到CRN的特点,功率控制技术还可以和频谱利用状态相结合,进一步的提高频带利用率。本文对CRN中的功率控制技术进行了研究,在总结国内外研究成果的基础上,结合实际应用,提出了两种功率控制机制。首先,考虑到CRN环境中资源分配的有效性和公平性的要求,提出了一种新的基于合作博弈的功率控制机制模型,并证明了这一博弈模型纳什议价解的存在性、唯一性和公平性,同时,应用差分进化算法进行了求解,得到的纳什议价解即为用户的最优功率分配。然后,为了进一步增加系统吞吐量,研究了频谱检测问题,得到了合适的频谱检测周期和频谱检测时间,并根据授权信道的使用情况设计了两种频谱接入模式,在此基础上提出了联合频谱检测的功率控制机制,该机制在限制对主用户的干扰下,最大化的提高了系统吞吐量。本文应用Matlab建立平台对两种算法进行了仿真。仿真结果表明,本文提出的算法相对于其他算法,在提高系统吞吐量的基础上,兼顾了用户间的公平性,最大限度的提高了频带利用率。