[发明专利]认知无线电系统中基于OFDM载波调制技术的权重功率分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及认知无线电通信系统中的功率控制技术领域，具体涉及一种基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)载波调制技术的功率分配方法。

背景技术

在认知无线电通信系统中，如何实现有限功率的最优分配一直是一个重要的研究内容。在目前已有的方法中，Hughes-Hartogs提出了贪婪方法，即逐次计算信道上每增加一个传输比特所需要的额外功率，直到满足最终的传输速率要求为止，为功率分配的最优分配。该方法的复杂度为O(2^M)，其中M为信道数。由于该方法复杂度高，运算量大，Krongold提出根据预先设定速率-SNR表来获得功率最优分配，该方法较之贪婪方法，运算开销大为减少。其运算复杂度为O(t×M×2D)，D为每个信道上传输的可能的比特数，t为迭代的次数。此外，自适应注水方法以及water-evel调整方法都吸收了注水方法和贪婪方法的优点，能够在运算量和传输速率之间取得平衡点，但是传输还有很大的提升空间。它们的复杂度分别为O(t×M×D)、O(t×M)。以上方法中，water-level调整方法所获得的传输速率仅次于除贪婪方法，运算量最小。

上述的功率分配方法的分配复杂度高、频谱效用低，系统的信息传输速率低。

发明内容

本发明是为了解决现有的功率分配方法的分配复杂度高、频谱效用低导致系统的信息传输速率低的问题，从而提供一种认知无线电系统中基于OFDM载波调制技术的权重功率分配方法。

认知无线电系统中基于OFDM载波调制技术的权重功率分配方法，它由以下步骤实现：

步骤一、在认知无线电系统中，设认知用户总的信息传输速率为目标函数，设认知用户通过频谱感知获得总带宽为B的频谱，运用OFDM调制技术，将获得的总带宽为B的频谱均匀地分为M个相互正交的子载波，M为正整数，则认知用户的目标函数为：

argmaxpRtotal=BMΣj=1Mlog2(1+Kpj|Hj|2σj2)]]>

s.t.Σj=1Mpj≤P,]]>p_j≥0

式中：K为认知用户所用OFDM调制技术的频带利用率；P为认知用户发射总功率；P_j为子载波j上分配的功率；为子载波j上的噪声功率；R_total为认知用户所获得的总的信息传输速率；|H_j|²为子载波j上的信道增益；

步骤二、根据步骤一中的目标函数，运用拉格朗日乘数法进行功率的初次分配；

并根据KKT条件，获得拉格朗日方程：