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基于认知OFDM的子载波功率分配改进算法

期刊名称：信号处理
时间：0
页码：1200-1204
分类：TN929.5[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
作者机构：[1]南京邮电大学信号处理与传输研究院,江苏南京210003
相关基金：基金项目：国家自然科学基金（60972039）、江苏省研究生科研创新计划（CX09B-147Z）资助课题.
相关项目：认知无线网络中多用户协作通信关键技术研究

关键词：认知无线网络, 认知OFDM, 子载波功率分配, 注水算法, 计算复杂度, Cognitive Radio Networks（CRN） , Cognitive OFDM（COFDM） , Sub-carrier Power Allocation（SPA） , Water-filling Algorithm（WFA） , Computational Complexity（CC）

中文摘要：

在认知无线网络中，建立了基于认知OFDM多载波资源分配数学模型，在授权用户干扰受限条件下，以最大化传输速率为目标进行认知用户的子载波功率分配。传统注水法被证明是最优的单用户子载波功率分配算法，在传统注水法功率分配基础上，提出了两种可行的子载波功率分配改进算法，改进算法一是通过对水面值的粗略估计快速确定不分配功率子载波，改进算法二不需要通过迭代计算水面值，只通过线性计算就可以直接确定不分配功率的子载波，且对授权用户不产生干扰。仿真结果表明，在改进的两种子载波功率分配算法下，认知用户的数据传输速率优于传统注水法功率分配时认知用户的数据速率，所提改进算法具有自适应特性且计算复杂度大大降低。

英文摘要：

Mathematical model of multi-carrier resource allocation in cognitive OFDM is constructed in Cognitive Radio Networks （CRN）. Multi-carrier power allocation with the target of maximizing the transmit capacity of cognitive user is proposed under the condi- tion of primary user＇s interference constraint. Traditional water-filling algorithm is regarded as the optimal sub-carrier power allocation algorithm for single user. In this paper, two improved multi-carrier power alldcation algorithms based on water-filling are proposed. One of the improved algorithms can quickly determine the sub-carriers that do not require power injection by rough estimation of water level. The other one can directly determine the sub-carriers that do not require power injection by linear calculation. And there is no need for this algorithm to calculate the value of water level though iterative method. Meanwhile, all of them do not make any interference to pri- mary user, which shows they are practical and feasible in CRN. Numerical results indicate that, the transmit capacity with the proposed power allocation algorithms are superior to that with traditional water-filling scheme for secondary user. However, the proposed sub-car- rier power allocation algorithms could reduce the system computational complexity greatly and has some adaptive features.

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