一种认知无线电系统中最优的功率分配算法

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2011.05.004

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2011, Vol. 39 ›› Issue (5): 18-23.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2011.05.004

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一种认知无线电系统中最优的功率分配算法

张国斌冯穗力柯峰

华南理工大学电子与信息学院，广东广州 51064

收稿日期:2010-09-15 修回日期:2011-01-05 出版日期:2011-05-25 发布日期:2011-04-01
通信作者: 张国斌(1980-)，女，博士生，主要从事宽带无线通信系统的信号处理与应用研究 E-mail:zhang.gb@mail.scut.edu.cn
作者简介:张国斌(1980-)，女，博士生，主要从事宽带无线通信系统的信号处理与应用研究
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61001113)；华南理工大学中央高校基本科研业务费资助项目(2009ZM0071)；粤港关键领域重点突破项目(20060104-2）

Optimal Power Allocation Algorithm for Cognitive Radio Networks

Zhang Guo-bin Feng Sui-li Ke Feng

School of Electronic and Information Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2010-09-15 Revised:2011-01-05 Online:2011-05-25 Published:2011-04-01
Contact: 张国斌(1980-)，女，博士生，主要从事宽带无线通信系统的信号处理与应用研究 E-mail:zhang.gb@mail.scut.edu.cn
About author:张国斌(1980-)，女，博士生，主要从事宽带无线通信系统的信号处理与应用研究
Supported by:
国家自然科学基金资助项目(61001113)；华南理工大学中央高校基本科研业务费资助项目(2009ZM0071)；粤港关键领域重点突破项目(20060104-2）

摘要/Abstract

摘要：

为满足干扰温度和总发送功率限制，并最大化用户的传输速率，提出一种上行认知无线电正交频分复用（OFDM）系统的最优功率分配算法。该算法首先在认知用户总功率限制下使用置零迭代注水算法进行功率分配，然后将超过干扰功率限的子载波功率调整为干扰功率限，将剩余功率在剩余子载波上重新进行迭代注水分配，直至获得最优功率分配。数学推导证明该算法具有最优性，仿真结果验证了该结论，同时表明该算法在所需迭代次数最多的情况下计算量仍比梯度方法减少50%以上。

关键词: 认知无线电, 干扰温度, 功率分配, 注水算法

Abstract:

In order to satisfy the limitation of interference temperature and total transmission power and to maximizeusers' transmission rate,an optimal power allocation algorithm adaptive to uplink cognitive radio OFDM ( OrthogonalFrequency Division Multiplexing) system is proposed. In this algorithm,first,the zero-setting iterative waterfillingalgorithm under the constraints of total power of the cognitive user is applied to the power allocation. Then,the subcarrier power exceeding the interference power limit is set as the new interference power limit. Finally,theresidual power is allocated to the residual subcarriers by the iterative water-filling algorithm until the optimal powerallocation is achieved. Both the mathematical derivation and the simulation results prove that its proposed algorithmis optimal,and that its computation amount reduces by over 50%,as compared with the gradient method even atthe highest iterative times.

Key words: cognitive radio, power allocation, interference temperature, water-filling algorithm

张国斌冯穗力柯峰. 一种认知无线电系统中最优的功率分配算法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2011, 39(5): 18-23.

Zhang Guo-bin Feng Sui-li Ke Feng. Optimal Power Allocation Algorithm for Cognitive Radio Networks[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2011, 39(5): 18-23.

[1]	邓小芳官权升林伟辉姜胜明 . 基于干扰权限交易的认知无线电网络功率控制算法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(9): 34-38,46.
[2]	钟鸣张海林马蓓兰冰. 基于认知网络不对称模型的交会跳频算法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(5): 35-39.
[3]	张敏李斌. 基于跨层建模的随机频谱接入新机制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(5): 17-21,29.
[4]	刘鑫仲伟志孔繁锵井庆丰. 多信道认知无线电频谱感知次用户和功率分配[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(1): 52-58.
[5]	李含青郭庆李庆忠. 基于迭代支持检测的分布式压缩频谱感知算法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(1): 64-69.
[6]	王垚张中兆马琳陈佳美. 基于授权用户活动性的认知无线电频谱分配算法[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(8): 26-31.
[7]	刘玉涛谭学治刘帅. 基于water-level调整的认知无线电传输速率计算算法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(9): 25-29,51.
[8]	谭学治徐贵森刘鑫陈海宝. 极大网络寿命的认知无线电网络自组网算法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(6): 29-34.
[9]	谭学治刘玉涛魏守明. 基于博弈理论的认知无线电频谱分配[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(5): 22-26.
[10]	张敏韦岗何春雄王洪江. 基于不同分组层策略的认知无线电网络性能分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(2): 101-105,131.
[11]	严君美褚庆昕龚志. 基于双层平面电路的功率合成放大器[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(10): 19-23.
[12]	刘鑫谭学治. 基于分数傅立叶变换的认知无线电抗干扰系统[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(1): 44-48.
[13]	石磊蒋群琳张中兆. 认知无线电空闲频谱的联合检测算法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(1): 38-43.
[14]	季彦呈葛建华高明. 一种基于OFDM的空时协作方案[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2009, 37(5): 12-16.
[15]	梅志林王宗新窦文斌 . W频段波导功率分配器的设计[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2009, 37(1): 19-22.

一种认知无线电系统中最优的功率分配算法

Optimal Power Allocation Algorithm for Cognitive Radio Networks

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