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认知无线电(Cognitive Radio,简称CR)技术是未来无线通信领域的“下一个大事件”(Next Big Thing),其研究涉及到许多方面,其中认知无线电网络中的功率控制研究便是目前的一个研究热点。
本文从认知无线电技术特性出发,对认知无线电网络中的功率控制算法进行了较为深入的研究。文中详细地介绍了两种不同的网络架构(集中式,分布式)对功率控制算法设计的影响,明确了不同网络架构中的功率控制设计原则,提出了适用于不同网络架构的功率控制算法,并进行分析和计算机仿真验证。本文的主要贡献如下:
(1)提出了具有低复杂度的、基于公平性的两阶段的功率和信道联合分配策略,并通过数学分析证明到所提算法不仅能够保证不对授权用户产生有害干扰,还能为认知无线电用户提供服务质量(Quality of Service,简称QoS)保证,仿真表明所提算法能保证认知无线电用户QOs满足水平,并满足较好的公平性。
(2)提出了基于博弈论的分布式功率控制策略,通过分析效用函数的几何特性,所提算法不仅能保证对授权用户不产生有害干扰,还能保证功率收敛,并满足不同业务的QoS需求。本文还通过计算机仿真验证了所提算法的上述性能。