数据通信课程设计new

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1、《数据通信》课程设计论文题目认知无线电中的功率和频谱联合分配算法姓名学号学院专业班级-16-目录1.绪论32.系统模型及假设42.1认知无线电系统模型42.2最优化问题43认知用户的通信效用53.1效用函数53.2注水线调整算法64．频谱分配85．仿真结果分析125.1参数设置125.2性能分析126．结论16-16-认知无线电中的功率和频谱联合分配算法专业：通信工程姓名：钟佳盼摘要:在认知用户传输功率受限的情况下，分析了瑞利衰落模型下的认知用户效用及其优化过程，本文提出了基于注水线不断调整的认知用户功率分配及通信效用计

2、算算法.将该算法应用到认知无线电频谱分配中，进而提出了一种基于信道二分法的认知无线电频谱分配机制，以此得到了不同优化模型下的用户效用.仿真表明，基于比例公平的优化模型在获得较高效用的同时具有较高的公平性.关键词:认知无线电，效用函数，注水线，分配模型，二分法ABSTRACTUndertheconstraintsoftransmissionpowerofthecognitiveusers,theoptimizationprocessofcognitiveusers'utilitywasanalyzedwithRayleig

3、hFadingmodel,andthenanalgorithmbasedonwater-levelcontinuallyadjustmentwasproposedtosolvetheproblemofpowerallocationandcommunicationutilitycomputation.Thisalgorithmwasalsoappliedtospectrumallocation,sothatacognitiveradiospectrumallocationmechanismbasedonchannelbis

4、ectionwasproposedtoo.Fromthis,theusers'utilityunderdifferentoptimizationmodelscouldbeobtained.Simulationresultsshowthatthemodelbasedonproportionalfairnessnotonlyprovidefairspectrumallocation,butalsohasahighertotalutilityKeyword:Cognitiveradio;Utilityfunction;Wate

5、r-level;Allocationmodel;Bisectionmethod-16-1.绪论现有的频谱授权机制多采用固定的频谱分配，使得频谱利用率低下[l]。认知无线电具有在不影响其他授权用户的前提下智能地利用大量频谱空穴并且实现随时随地、高可靠性通信的潜能，因此被认为是解决无线频谱低利用率问题的最佳方案[2-3].本文重点研究了基于注水线不断调整的认知用户功率分配及通信效用计算算法，详细地分析算法的有效性和以及信道分割点的存在性，依次解决了不同优化模型下认知用户的通信效用问题，然后对该算法结合理论和仿真图进行了性能分

6、析。2.系统模型及假设2.1认知无线电系统模型考虑当1个认知用户和授权用户同时存在的无线通信网络的情况下，授权用户系统工作在较宽的频段上，其暂时未使用的频谱组成1个频谱共享池[3]。假设共享池中的频谱总带宽为F，且可等分为N条相互正交的信道，授权用户将这些信道出让给认知用户并从中收取一定的价格。认知用户通过竞争/合作的方式，根据信道的相关参数(带宽、信道增益等)选取所需信道，最终获得一定的通信效。假设认知用户采用x-QAM-16-方式实现自适应调制，则其误码率要求可以认为是调制方式与山农容量之间的信噪比差异。本文中主要考

7、虑瑞利衰落信道，其误码率可以表示为[8]其中γ表示接收机信噪比;K为所用调制方式的频带利用率，它是关于误码率门限值的函数．2.2最优化问题认知无线电中的频谱分配通常需要解决下述的最优化问题【7,9】。模型I最大化用户总效用.其目的是使系统总效用最大化，而不考虑认知用户的个体效用，可以表示为模型II最大化瓶颈用户效用。其目的是使得认知用户网络中效用最小的用户的效用最大化，即不允许出现若干认知用户得不到频谱的极端情况出现，具体可以表示为：．模型III最大化比例公平.在保证认知用户之间公平性的同时，亦不会使系统的总效用降低太多

8、，可以表示为：3认知用户的通信效用3.1效用函数设wi,j表示第j条信道是否被认知用户i所占用，;-16-假设认知用户以排他的形式使用授权用户的信道，即，其中m≠n，且,M为认知用户数。当信道j被。认知用户i使用时，其频谱效用可以表示为(1)其中:为认知用户i在信道j上的信噪比，为用户i在信道j上的发射功率，为信道j