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张功国,吴翠先,徐勇军.基于干扰效率的认知OFDMA网络功率分配算法[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),2020,32(3):394-399. 本文二维码信息
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基于干扰效率的认知OFDMA网络功率分配算法
Interference efficiency-based power allocation for cognitive OFDMA networks
投稿时间:2019-07-24  修订日期:2019-09-18
DOI: 10.3979/j.issn.1673-825X.2020.03.008
中文关键词:  认知OFDM网络  功率分配  拉格朗日对偶  干扰效率
English Keywords:cognitive OFDM networks  power allocation  Lagrange dual method  interference efficiency
基金项目:国家自然科学基金(61601071);重庆市教委科学技术研究计划项目(KJQN201800606);山东省无线通信技术重点实验室开放课题(SDKLWCT-2019-04)
作者单位E-mail
张功国 重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆 400065
重庆信科通信工程有限公司 通信工程应用新技术研究所,重庆401121 
zhanggongguo@cqcyit.com 
吴翠先 重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆 400065 wucx@cqupt.edu.cn 
徐勇军 重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆 400065
山东大学 山东省无线通信技术重点实验室,济南 250100 
xuyj@cqupt.edu.cn 
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中文摘要:
      为了提高认知无线电网络的系统能量效率,同时减小对频谱授权者主用户的干扰,提出了一种新的下行传输干扰效率最大的认知正交频分多址接入(orthogonal frequency division multiplexing access, OFDMA)网络功率分配算法。干扰效率定义为次用户总的传输速率与对主用户总干扰功率的比值。由于原资源分配问题是一个非凸形式的分式规划问题,难以获得功率分配问题的解析解。利用Dinkelbach方法将原问题转换为一个凸优化问题,并利用拉格朗日对偶原理和次梯度更新算法来获得解析解。最后,仿真结果表明,该算法具有较好的收敛性能,并且在干扰效率、对主用户的干扰控制方面都优于传统能效最大的功率分配算法。
English Summary:
      In order to improve the energy efficiency of cognitive radio networks and reduce the total interference to the primary users, this paper proposed a new interference efficiency-based maximization power allocation algorithm for downlink cognitive orthogonal frequency division multiplexing access (OFDMA) networks. Interference efficiency is defined as the total rate of secondary users over the total interference to the primary users. Since the original problem is a non-convex fractional programming problem,it is difficult to obtain the analytical solution for power allocation. Based on the Dinkelbach method, the original problem is firstly converted into a convex optimization problem. Then it is solved by using Lagrange dual methods and the subgradient updating methods. Lastly, simulation results show that the proposed algorithm has good convergence,and it outperforms the traditional energy efficiency maximization-based power allocation algorithm in terms of interference efficiency and the protection for primary users.
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