基于相等信干噪比的反向功率控制算法提升CDMA认知网络性能

"本文介绍了一种适用于CDMA认知无线网络反向链路的功率控制算法，旨在提升次用户的能量利用效率并减少对主用户的干扰。该算法基于相等信干噪比（SINR）原则，通过优化基于能量效率的效用函数来最大化功能值，同时确保低复杂度和用户公平性。仿真结果显示，与非合作博弈功率控制方法相比，新算法能显著提升次用户的能量效率，并有效减轻对主用户的干扰。" 在无线网络特别是CDMA（码分多址）系统中，功率控制是一项至关重要的技术，它能够解决多址干扰问题并应对“远近效应”。传统的功率控制目标是确保所有移动台到达基站的信号电平相同，满足最低SINR要求，以保证语音通信质量。然而，对于数据通信，情况有所不同，需要更精细化的策略。 认知无线网络允许次用户在不侵犯主用户频谱使用权的前提下，动态共享频谱资源。在这一背景下，提出的算法以相等SINR为目标，旨在优化次用户的功率分配，同时考虑主用户的保护。通过解决一个基于能量效率的效用函数最大值问题，算法找到了一个既能提高次用户效率又能确保帕雷托有效的功率解决方案。帕雷托有效性意味着没有用户可以单方面改进其状态而不降低其他用户的福利。 仿真比较了新算法与非合作博弈功率控制（NPG）和NPGP策略。结果显示，新算法的次用户效用值提高了约270%（相对于NPG）和20%（相对于NPGP），这归因于其优秀的用户公平性和避免了“囚徒困境”的困境。同时，新算法成功降低了次用户对主用户的干扰，且其功率解决方案更稳定，不受代价因子变动的影响。另外，算法的实现简便，次用户无需参与博弈或调整代价因子，有利于实际应用。 这项研究提出了一种新颖的、基于相等SINR的反向功率控制算法，为CDMA认知无线网络的数据通信提供了解决方案，它不仅提升了次用户的能量效率，还增强了网络的公平性和稳定性，为未来进一步研究CDMA认知无线网络的正向功率控制奠定了基础。