[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

摘要

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，涉及一种功率分配方法，它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。本发明利用拉格朗日乘数法进行功率的初次分配，然后根据个子载波信道初次分配功率占功率总和的权重进行二次分配，从而获得各个子载波上功率的最优分配。本发明克服了目前方法存在方法复杂度大，很难运用于实际，复杂度小，而频谱效用不高的缺点，本发明提出的权重功率分配方法，大幅度减少了运算的复杂度，逼近最优分配，系统的信息传输速率大幅度提高。本发明适用于认知无线电系统中。

主权项

1.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，其特征是：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：L(p,λ)=BMΣj=1Mlog2(1+Kpj|Hj|2σj2)-λ(Σj=1Mpj-P)]]>式中，λ为拉格朗日因子，且λ≥0；步骤三、对步骤二中所述的拉格朗日方程的两端进行求导，根据求得每个子载波上的功率集合为：pj=[μ-gj-1]+]]>式中，[x]⁺＝max{x，o}；为子载波j上的干扰增益比；μ＝B/(Mλln2)为常数；设初次分配功率时，各个子载波都分配有功率，则：μ=1M(P+σj2KΣj=1M1|Hj|2);]]>步骤四、在步骤三中获得的各子载波上的功率集合p＝{p₁，…，p_M}中排除零元素，并且对剩余向量元素进行排序，得到的新的功率向量其中，M_on表示实际分配功率的信道数，并且新的功率向量各元素满足比较初次分配功率总和与各子载波上的功率集合P的大小，若执行步骤五；若执行步骤六；步骤五、将步骤二中初次分配功率所占步骤四中获得的初次分配功率总和的权重通过公式：pi←pi-pMon+1-iΣi=1Monpi(Σi=1Monpi-P)]]>进行再次功率分配，完成认知无线电系统中基于OFDM载波调制技术的权重功率分配；式中：←为赋值符号；步骤六、根据步骤二中初次分配功率占步骤四中获得的初次分配功率总和的权重通过公式：pi←pi+piΣi=1Monpi(P-Σi=1Monpi)]]>进行再次功率分配，完成认知无线电系统中基于OFDM载波调制技术的权重功率分配。