认知无线电系统中功率控制算法的研究

认知无线电技术可动态检测未使用频谱并组织动态分配利用，从而可大大提高频谱的利用效率，受到理论及业界的广泛关注，具有广阔的应用前景。本项目针对认知无线电系统中多用户并存、优先级不同及用户之间相互干扰的问题，研究如何提高认知用户的服务质量，同时又不影响主要用户的性能，重点研究认知无线电系统中满足认知用户要求的功率分配以及优化方案。通过本项目研究，最终获得并形成高效合理的功率控制方案、性能优化预编码方案以及基于Long-term信道状态信息的反馈机制及预编码方案。基本研究方法及思路为：考虑给定的主要用户干扰门限，构建泛函目标函数，详细分析目标函数的泛函特性（如凸特性），并给出优化解决方法；在此基础上，结合我们前期工作所提出的单小区、多用户、多数据流传输理论框架，结合预编码设计技术，提出次要用户的性能优化预编码方案；其次，需充分考虑认知无线电系统中的反馈开销，研究并提出基于低反馈机制的预编码方案。

当前无线通信网络所面临的核心问题是频谱与功率等无线通信资源的严重匮乏，认知无线电技术可以动态检测未使用频谱资源，对实施无线资源的优化利用和配置，具有重要的理论研究和实用价值。本课题以探索基于认知网络的无线资源优化理论与技术为基本目标，在以下几个方面展开了重点研究：1）认知与无线网络的资源优化理论；2）认知用户的协作并存理论与技术；3）有效对抗用户间干扰的多用户预编码理论与技术；4）无线传输理论与增强传输技术。通过研究，提出了以QoS保证为目标的无线资源优化理论体系，关注能效的频谱感知方法以及联合资源分配与调度的无线资源分配策略；围绕多用户间的和谐共存问题，提出了一种基于主次用户合作的认知无线电网络模型，以及混合机会频谱接入策略；研究了认知网络中的中继传输策略；提出了一种联合IDMA与OVCDMA的小区同频组网方法；结合预编码技术，提出了以增强系统和容量为目的的数种预编码及功率控制方法；通过选择目前较为先进的网络编码和空间调制技术，提出了数种增强的无线信号传输技术方案。相关研究成果均以理论创新为主，兼顾成果的实际应用，对认知无线网络的理论研究和实际发展具有重要的参考价值。