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随着信息时代的到来,无线设备得到普遍利用,无线频谱已成为现今不可或缺的宝贵资源。为了增大空闲频谱的利用率,便提出了感知无线电(CR:CognitiveRadio)技术。CR技术能够感知并学习周围无线环境的特征,通过与通信网络的智能交流,实时调整传输参数,以实现通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性,并在各个地区中更好地利用空闲频段。
目前,在感知无线电的动态频谱分配中,信道信干噪比的研究是一项十分重要的研究内容,而且其研究发展还存在很大差距。尽可能的减小引入非授权用户后的信道信干噪比是非常有必要的,改善感知无线电空闲频谱分配中信干噪比的算法研究具有重要理论与应用价值。本文研究采用基于博弈论的功率控制方法改善系统信干噪比的算法以及将智能天线中的波束成形技术应用于感知无线电中的减小噪声的方法。
对于采用分布式功率控制博弈模型改善CR系统信干噪比,在David Goodman的非协作博弈算法的基础上,给出了一种改进的效用函数,它使各用户在满足发送功率要求下,信干噪比最小,同时使整个系统内由各种干扰引起的失真最小,从而改善信干噪比。本文通过理论推导证明了新的效用函数存在纳什均衡,并且均衡点唯一,同时仿真验证了该算法是收敛的,仿真结果表明这种兼顾用户自身利益以及用户间公平性的效用函数能改善信干噪比,并且有效提高CR系统的性能。
在智能天线和功率控制结合的改善感知无线电信干噪比算法方面,首先使信号通过智能天线进行波束成形处理,而后利用基于博弈论的发送端功率控制。考虑其它用户发送功率等级策略的影响,并通过不断迭代功率,实现各个用户发送功率值的改善。这种综合智能天线和功率控制的处理方法为这一问题的解决提供了新思路,比较纯粹使用功率控制的方法,它能够使感知系统的信干噪比、吞吐量、发送功率等性能得到更多改善,仿真实验证明了它的有效性。