基于功率控制的干扰温度算法设计与仿真实现

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在蜂窝移动通信系统中,功率控制是最重要的系统要素之一。采用功率控制技术可以有效地克服“远近效应”和“角效应”的影响,抑制系统的干扰,改善通信质量。功率控制的目标就是能够根据移动环境的变化快速调整发射功率的大小,使得既能够保证一定的通信质量又不对其他用户产生太大的干扰。干扰温度机制是美国联邦通信委员会为应用认知无线电技术以提高频谱利用率而提出的一种动态调节与分配频谱资源的方法。在认知无线电频率共享系统中,当授权用户和非授权用户共同分享同一段频谱完成自己的传输任务时,必须首先确保授权用户的正常工作。系统需要测量出授权系统用户所能接受的的最大干扰值,预测引入非授权用户后在授权用户接收机处带来的干扰,依此来判断是否允许非授权用户的加入。因此在频率共享系统中,干扰控制措施,即功率控制方式显得极其重要。对于蜂窝移动通信系统中非授权用户的干扰限制问题,目前通常采用博弈论的功率控制算法(GTPC)对非授权用户的发射功率进行调节,但是这种算法影响了非授权用户的效用,为此本文设计了面向系统效用的干扰温度功控算法(SU-ITPC)。针对授权用户频段利用率较低的问题,设计了面向系统频段占用率的干扰温度功控算法(SOR-ITPC)。为了降低非授权用户由于自身干扰温度过大而被屏蔽的概率,设计了均匀分布干扰温度算法(UDIT)。为验证和评估所提算法的性能,通过构建系统模型对所提算法进行了仿真,将SU-ITPC算法和SOR-ITPC算法与传统的GTPC算法相比。仿真结果表明,本文设计的干扰温度算法有效的提高了系统效用与系统频段占用率。将UDIT算法与RDIT算法比较,UDIT算法大大降低了非授权用户的屏蔽率。
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