《認知無線電系統中功率控制的基礎理論和技術研究》是依託北京交通大學，由趙軍輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：認知無線電系統中功率控制的基礎理論和技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙軍輝
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
認知無線電是解決頻譜資源稀缺的有效途徑之一。本項目擬針對認知無線電中功率控制的基礎理論和技術展開研究，將多目標進化、跨層設計方法引入認知無線電中的功率控制中，在認知用戶和現有蜂窩移動通信網路和無線區域網路等共存的混合網路情況下，通過功率控制來減小相互之間的干擾，通過與其他用戶協作通信，進行信息交換，可以更好獲得當前信道信道信息，來有效提高整個系統性能。同時，本項目擬採用DSP和FPGA搭建算法驗證硬體平台，在平台上運行提出的算法，驗證算法的可靠性，以及對算法進行最佳化。以上研究成果將為認知無線電系統中功率控制的實現提供理論和技術支持。
結題摘要
認知無線電(Cognitive Radio，CR)技術是無線通信領域發展的里程碑。其中功率控制算法是目前認知無線網路中研究熱點之一。認知無線電技術，因其可以實現頻譜的重複利用、提高頻譜利用率的技術特性而被提出並得到廣泛關注。在認知無線電系統中，功率控制技術由於可以降低干擾而成為認知無線電系統的關鍵技術之一。功率控制的主要目標是在避免干擾主用戶，保證主用戶通信質量的前提下，儘量使認知用戶的速率性能達到要求，實現頻譜利用率的提高。 本項目研究了無線網路領域博弈論算法套用於認知無線網路功率控制問題方面。首先，通過對近幾年文獻資料和研究狀況分析，改進提出了新的基於定價函式和服務質量(Quality of Service, QoS)的分散式非合作功率控制博弈論算法，運用博弈論基礎知識證明了算法的納什均衡存在性和唯一性，以及算法收斂性。通過仿真分析了峰態係數和價格係數對系統性能的影響，通過與平衡算法的仿真對比，說明所改進提出的算法具有更高的信乾噪比，改善了用戶QoS，而且提高了系統有效性，簡化了計算複雜度；其次，針對在分散式網路架構，改進提出了一種基於QoS的非合作功率控制博弈論算法，分析了代價因子的選擇範圍；再次，改進提出的算法與傳統的平衡算法、Koskie-Gajic算法和較新的Nash算法的進行了用戶信乾噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR)和疊代功率情況的對比;針對集中式認知無線電，提出了一種基於頻寬和功率聯合分配的合作式功率控制算法，算法同時考慮了頻寬與功率對認知無線電網路總信道容量的影響，並以總信道容量為目標函式進行了多重最佳化，通過對目標函式的求解，同時實現了頻寬和功率的最優分配。仿真結果表明，算法與功率和頻寬均分的算法相比，大大提高了有效性和系統性能；同時本項目對異構網路及跨層技術在認知無線電功率控制方面的套用進行了深入的研究和探索，提出了基於接入機率的網路選擇算法，解決了在兩種網路共存的情況下接入最優網路的問題；最後，本項目利用USRP仿真平台對算法進行了驗證。
