【摘要】：認知無線電(CR)通過動態(tài)頻譜接入方式提高了有限頻譜資源的利用效率。認知用戶(SU)通過感知判決主用戶(PU)的頻譜空洞,以合適的接入方式動態(tài)的接入授權頻段,最大化利用空閑頻譜。隨著頻譜效率的有效提升以及綠色通信理念的普及,認知無線電網(wǎng)絡(CRN)中的能量效率(EE)已經(jīng)成為研究熱點。CRN中基于能效的多用戶多資源動態(tài)分配,是實現(xiàn)CRN中能量效率和頻譜效率(SE)折衷的有效途徑。論文研究了CRN中基于能效優(yōu)先的資源分配方案。論文主要研究了在多用戶共享頻譜環(huán)境下,以系統(tǒng)能量效率為目標,對子載波、功率、比特等資源進行動態(tài)分配。在此基礎上,論文進一步研究了EE和SE折衷方案,得出兩者之間的關系曲線。論文的主要研究內(nèi)容如下:論文研究了CRN中基于能效優(yōu)先的多用戶子載波功率分配方法,分析了多SU共享PU頻譜資源的場景,提出一種采用注水因子輔助搜索的能效優(yōu)先子載波功率聯(lián)合優(yōu)化(EE-WFAS)算法。首先以最大化系統(tǒng)總能效作為優(yōu)化目標,考慮在認知用戶發(fā)射功率控制、主用戶干擾功率控制和認知用戶最低信息傳輸速率限制等多個約束條件下,構造最優(yōu)化函數(shù)。然后通過能效優(yōu)先的子載波分配和注水因子輔助搜索(WFAS)的功率分配進行求解該優(yōu)化函數(shù)。子載波分配部分考慮了SU信道增益與能效,根據(jù)信道增益為每個SU進行能效優(yōu)先的子載波分配。功率分配部分進一步分析優(yōu)化模型,將非凸優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換成一個凸優(yōu)化問題,對拉格朗日乘子進行二分查找法結合WFAS進行以能效為目標的功率分配。仿真結果表明,所提的算法與子載波功率平均分配算法相比,EE-WFAS優(yōu)化算法的能效提高了約1.2kbit/J。論文研究了CRN中能量效率與頻譜效率折衷的多用戶子載波比特分配方法。首先構造了認知無線網(wǎng)絡的能量效率和頻譜效率的加權折衷函數(shù)進行系統(tǒng)建模。其次,分析了數(shù)據(jù)采用多進制正交幅度調(diào)制(MQAM)、多進制相移鍵控(MPSK)兩種調(diào)制方式下SU傳輸功率與誤碼率、比特數(shù)之間的關系式。然后,考慮各個認知用戶信息傳輸速率公平比的條件下,依據(jù)信道條件的好壞依次為每個認知用戶分配子載波。完成子載波分配后,基于Hughes-Hartogs和Chow兩種經(jīng)典的比特分配算法在每個子載波上分配信息比特。最后,仿真給出了CRN子載波比特優(yōu)化分配時EE與SE的折衷關系,以實現(xiàn)CRN中EE與SE的有效折衷。論文對CRN中基于能效優(yōu)先的資源分配方案進行了初步的分析與研究,研究成果對于后續(xù)工作的開展具有重要的啟發(fā)意義。
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN925

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