文獻標識碼： A
文章編號： 0258-7998(2013)10-0105-04
隨著移動通信業務的飛速發展，頻譜資源短缺與現有頻譜使用率低之間的矛盾日益突出。認知無線電[1-2]被提出以提高現在及未來無線頻譜的使用率。在不影響原有用戶（主用戶）的前提下，新用戶（次用戶）通過認知無線電技術使用主用戶的頻譜。功率控制是次用戶與主用戶實現頻譜共享的技術難題之一。
CDMA認知無線網絡的功率控制問題得到較多研究[3-4]。本文針對CDMA認知無線網絡的數據通信，為次用戶設計了一種新的反向功率控制算法。該算法以相等信干噪比為前提，其功率解滿足帕雷托有效性。仿真結果顯示，與非合作博弈功率控制相比，該算法能有效提高次用戶的能量利用效率，并減輕次用戶對主用戶的干擾。
1 CDMA系統的反向功率控制
CDMA系統中,許多移動臺在同一頻段進行擴頻通信，存在多址干擾,反向鏈路的“遠近效應”更是一個突出問題。功率控制成為CDMA系統提高通信容量的關鍵技術。由于語音通信只要達到特定SINR門限就能滿足通話要求，為了避免“遠近效應”，其反向功率控制要求任一移動臺的信號在到達基站接收機時，都具有相同的電平，而且剛剛達到SINR要求的門限[5]。
對于數據通信，需要設計效用函數描述用戶的滿意度[6]。為提高移動臺的能量利用效率，參考文獻[6]提出基于幀重傳機制的效用函數,表示消耗單位能量所獲取的數據比特，原理式如下:
仿真結果如圖3~圖5所示，“等SINR”代指本文提出的反向功率控制算法。由圖3可見，本文算法能夠有效提高次用戶的能量利用效率，即效用函數值。相比于NPG和NPGP，次用戶的效用值分別平均提高約270%和20%。這是由于NPG 存在“囚徒困境”，而NPGP用戶公平性較差。相比而言，本文算法用戶公平性好(以相等SINR為前提)，而且其功率解經證明滿足帕雷托有效性。
圖4、圖5分別表示次用戶和主用戶的發射功率，由圖可見,與NPG相比，本文算法可以有效減小次用戶對主用戶的干擾；與NPGP相比，本文算法通過適當加重對主用戶的干擾(各主用戶發射功率平均增加約17%)，使次用戶獲得了整體較高的效用值。此外，NPGP的均衡解隨代價因子的調整而變化，穩定性差。
除仿真結果以外，本文所提算法復雜度低，代碼簡短，不需要次用戶進行博弈和調整代價因子，易于工程實現。
本文針對CDMA認知無線網絡的數據通信，以相等SINR為前提，使用基于能量效率的效用函數，為次用戶設計了一種反向功率控制算法。該算法簡單易行，用戶公平性好，所得功率解滿足帕雷托有效性。CDMA認知無線網絡的正向功率控制將作為今后的研究方向。
參考文獻
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