[发明专利]认知OFDMA系统中基于比例公平与干扰约束的功率分配方法

摘要

本发明公开了一种认知OFDMA系统中基于比例公平与干扰约束的功率分配方法。它的步骤为：首先根据认知用户的比例公平因子、总功率约束和固定速率值进行认知用户间的功率分配，然后各认知用户利用快速注水法进行载波功率分配，若各认知用户的载波功率均未超出功率约束值，则算法结束。否则，将超出功率约束的载波的分配功率修改为功率约束值，计算该载波的速率并加到该用户的固定速率值中，将该载波从该用户的载波集合中剔除，若各认知用户的载波集合均为空集，则算法结束，否则将总功率值减去本轮被分配的功率约束值，重复以上步骤直至算法结束。本发明在系统容量和认知用户间的比例公平性两方面均有较好的性能，算法的复杂度低，适合于工程运用。

主权项

1.一种认知OFDMA系统中基于比例公平与干扰约束的功率分配方法，其特征在于它的步骤如下：1)对如下变量进行初始化，P_k，total＝0，R_k，fixed＝0，Ω_k，left＝Ω_k，for k＝2，3，...，K，其中P_total表示总的功率约束值，表示当前的总功率约束值，P_k，total表示分配给第k个认知用户的功率，Ω_k表示分配给第k个认知用户的载波集合，Ω_k，fixed表示属于第k个认知用户的固定速率的载波集合，Ω_k，left表示Ω_k中除去Ω_k，fixed中的元素后剩下的元素集合，K为认知用户个数；2)根据认知用户速率的比例公平因子γ₁∶γ₂...∶γ_K、Ω_k，left中的载波信道噪声比、当前的固定速率R_k，fixed以及当前的总功率计算出分配给各认知用户的功率P_k，total；3)各认知用户根据分得的功率值P_k，total，利用快速注水法对Ω_k，left中的载波进行功率分配；4)各认知用户检测Ω_k，left中的载波功率是否均满足干扰约束条件：P_k，n≤P_k，max，n∈Ω_k，left，其中P_k，n表示第k个认知用户在第n个载波上分配的功率，P_k，max表示集合Ω_k，left中载波的功率约束值，若所有认知用户的载波功率分配均满足功率约束条件，则算法结束，否则，检测到P_k，n＞P_k，max的第k个认知用户将第n个载波划入到固定速率的载波集合Ω_k，fixed中，并将第n个载波从集合Ω_k，left中删除，更新第k个认知用户固定速率R_k，fixed为：R_k，fixed＝R_k，fixed+log₂(1+P_k，maxH_k，n)，其中H_k，n＝|h_k，n|²/(N₀BN^-1)，h_k，n为Ω_k，left中第n个载波的载波增益，N₀为信道噪声功率谱密度，B为总的带宽，N为总的载波个数，更新当前的总功率约束值为：其中N_k，fixed为集合Ω_k，fixed中载波个数，转入步骤2)，直至算法结束。