文章编号:1001-893X(2008)08-0011-06
一种新的认知无线电非合作功率控制博弈算法3
何世彪1,2,苏志广2,敖仙丹2
(1.重庆交通大学计算机与信息学院,重庆400074;2.重庆通信学院,重庆400035)
摘 要:当认知无线电网络以“衬底式”(Underlay)的方式与主用户网络共享频谱时,需要对认知用户进行功率控制,以确保认知用户在不干扰主用户的前提下,公平地共享认知频谱资源。利用博弈分析的方法,设计了一个基于链路增益因子的代价函数,并据此提出了一种新的非合作功率控制博弈算法。仿真结果表明,该算法的均衡结果既改善了用户的帕累托(Paret o)性能,又提高了链路增益较差的用户的吞吐量,实现了网络资源的平等共享。
关键词:认知无线电网络;功率控制;非合作博弈;效用函数
中图分类号:T N911 文献标识码:A
A Novel Non-cooperati ve Power Control Game Algorith m for
Cogn iti ve Radi o
HE Shi-biao1,2,SU Zhi-guang2,AO X ian-dan2
(1.School of Computer and I nf or mati on,Chongqing J iaot ong University,Chongqing400074,China;
2.Chongqing Communicati on I nstitute,Chongqing400035,China)
Abstract:W hen cognitive radi o(CR)net w ork coexists with p ri m ary net w ork by underlay,in order t o guar2 antee p ri m ary users avoiding interference and als o ensure cognitive radi o sharing s pectru m fairly,it is neces2 sary f or cognitive radi o t o perf or m po wer contr ol.I n this paper,an original p ricing functi on with path gain is designed and a novel non-cooperative power contr ol ga me algorith m via ga me theoretic is p r oposed.Si m ula2 ti on sho ws that the novel alg orith m i m p r oves the paret o efficiency and enhances the syste m thr oughput,and als o realizes res ource all ocati on equality in cognitive radi o net w ork.
Key words:cognitive radi o net w ork;power contr ol;non-cooperative ga me;utility functi on
1 引 言
认知无线电(CR)是一种新兴的无线智能技术,它通过与主用户共享频谱,实现对空闲频带的二次利用,从而可以缓解目前无线频谱资源匮乏的窘境。
当认知无线电网络中的认知用户以“衬底式”的方式[1]共享已授权给主用户的频谱资源时,需要确保所有认知用户的积累干扰不影响主用户,因此,需要对主用户进行功率控制。
注意到,博弈论在处理分布式最优问题方面具有独特优势。David Good man等人最先将博弈论应用到无线网络的功率控制问题,提出了一个非合作功率控制博弈(NPG)模型,指出系统中每个用户均衡可得到相同的信干比和接收功率;并进一步分析了纳什均衡解的帕累托(Paret o)有效性问题,证明了基于线性代价函数的功率控制博弈(NPG-LP)模型可以使每个用户的收益得到帕累托改善[2],但却失去了NPG模型中原有的公平性。为了体现网
?
1
1
?
3收稿日期:2008-04-02;修回日期:2008-06-02基金项目:重庆市科委自然科学基金计划资助项目(2007ba2017)
络的公平性,文献[3]设计了一个基于链路代价的功率控制博弈(NPGP
pg
)模型,该模型从一定程度上改善了用户的公平性问题。
然而,上述的功率控制博弈模型都是基于传统的主用户网络,与主用户网络不同的是,认知无线电网络是一个干扰温度受限的网络。认知无线电网络中的功率控制问题不仅需要考虑认知用户的效用收益的帕累托有效性,还需考虑认知用户对主用户产生的积累干扰问题。因此,基于传统网络的功率控制博弈模型不再使用,需要设计新的认知无线电功率控制博弈算法。
本文提出了一种新的基于认知无线电网络的非合作功率控制博弈模型,并给出了一种基于最优价格因子的功率控制算法。仿真结果表明,该算法不仅可以避免对主用户产生有害的干扰,还改善了用户的效用收益,使用户在吞吐量和公平性方面达到了一定程度的折衷。
2 系统模型
本文考虑一个具有控制节点的认知网络,在该网络内,M个主用户和N个认知用户同时工作在同一区域内。假设N个认知用户构成的认知无线电网络由一个网络控制器负责管理,网络控制器通过
功率控制来保证主用户和认知用户的服务质量
。
图1 频谱共享模型
为了便于分析,我们考虑一个如图1所示的频谱共享模型。图中存在两个认知发射用户i、j及一个主用户接收机,这两个认知用户以“衬底式”的方式与主用户通信链路共享可用的频谱资源(比如,以MC-CDMA[4]或UWB[5]的方式共享)。其中g
i 为认知用户i与基站间的链路增益,h
i
为认知用户与主用户间的链路增益。考虑上行链路的情况(从认知用户终端到认知基站的通信过程),则认知用户i的上行链路信噪比γ
i
为
γ
i
=
p i g i
∑N
j=1
j≠i
p j g j+η+σ2
(1)
式中,p
i
为认知用户i的发射功率;σ2为认知基站的背景噪声功率(高斯白噪声);η为主用户对认知用户i产生的干扰。
在不考虑阴影效应及快衰落的情况下,我们使用的信道增益模型为
g i=A/dξi(2)
式中,d
i
为认知用户i到认知基站的距离;A为常数增益;ξ为衰减因子,通常取2～6。本文分别取A= 9.7×10-2,ξ=4。
设主用户m的干扰温度容限为T(m)
max
,则认知用户的累积干扰不影响主用户的条件为
∑N
i=1
p i h m iΦT(m)max,m=1,…,M(3)
其中,h
m i
为从认知用户i的发射端到主用户m的信道增益。设认知用户的接收信噪比阈值为γtar,以认知用户i为例,一旦网络控制器准许其发送信息,就要保证其接收信噪比大于γtar,即:
γ
iΕ
γtar(4) 这个约束条件对于认知无线电网络而言是十分必要的。如果认知用户的数据传输质量得不到保证,那么发送信号不仅会浪费能量,还将会对主用户及其它认知用户造成干扰。
在认知无线电环境下,认知用户通过自身感知无线环境,因此,用户是以自主的方式选择功率的发射水平,这属于典型的分布式功率控制,而这些特征正好与非合作博弈中的完全信息静态博弈的特征相吻合,所以,可以用非合作功率控制博弈来表征认知网络的功率控制过程。设认知用户i的效用函数(目标函数)为u i,则认知无线电网络的功率控制问题就可表述为:在非合作条件下,每个认知用户i以最大化效用函数为目标,分布式地选择发射功率,在不超过干扰温度容限的约束条件下,满足认知用户
?
2
1
?
的通信需求。此外,考虑到认知用户的发射功率是受限的,基于此频谱共享模型下的功率控制问题可以表示为
m ax u
i (p
i
,p-i),i∈N(5)
γ
iΕ
γtar i,i∈N(6)
∑N
i=1
p i h m iΦT(m)max,m∈M(7)
p m inΦp iΦp max,i∈N(8)其中
u i(p i,p-i)=LR f(γi)
M p i
(bit/J)(9)
式(9)中,f(γ
i
)表示一个与信号的调制方式有关的
效率函数:L,M,R,p
i
,γi分别为分组包的总长度、分组包的有效信息位、用户的数据传输速率、用户的传输功率及用户的信干比[2]。记基于式(9)得到的功率控制博弈模型为NPG。
3 N P G-LGP模型及算法实现
3.1 价格函数的选取
在博弈算法中,一个合适的价格函数可以有效地改善系统的纳什均衡解[2]。为了提高NPG的帕累托性能,文献[6]引入了基于线性价格函数的NPG-LP模型。在本文中,我们引入了一个类似于NPGP gp模型[3]中的价格函数的形式,即:为了使系统达到较好的公平性,让链路质量好的用户受到的“惩罚”多些,而让链路质量差的用户少受些“惩罚”。而与NPG-LP不同的是,在认知无线电网络中,认知用户的工作会对主用户产生额外的干扰,所以还应考虑认知用户对主用户的影响,认知用户对主用户的干扰越大,则该认知用户的效用就应越小。
基于以上的分析,我们给出如下的价格函数:
c′i(p)=
LR
M T max
α
i
g i h i p i(10)
式中,α
i 为价格因子,是一个实常数;g
i
p i表示当认
知用户i的链路增益为g
i 且发射功率为p
i
时受到
的惩罚;引入h
i
p i是为了体现认知用户i对主用户
产生的干扰所要付出的代价。将其对干扰温度容限
T max进行归一化处理得到h i p i/T max,此项表示认知用
户i对主用户产生的干扰程度,因为用户i的传输对
主用户产生的干扰的影响程度不仅与自身发射功率
的大小有关,还与其在总干扰中所占的比例有关,因
此需对其进行归一化处理。
此时,净效用函数可表示为
u LGP i(p i,p-i)=
LR f(γi)
M p i
-c′i(p)(11)
这里,将基于式(11)得到的功率控制博弈模型简记
为NPG-LGP(Non-cooperative Power contr ol Ga me
with L ink Gain Pricing)。
3.2 N P G-LGP的纳什均衡求解
根据纳什不动点原理[7],只需证明:
(1)用户的发射功率集合是欧几里德空间上的
非空、闭的、有界的凸集;
(2)净效用函数u LGP
i
(p
i
,p-i)在功率集合上是
连续、拟凹的。
显然,NPG-LGP满足条件(1),下面验证条件
(2)。
对式(11)求一阶微分得:
9u LGP i(p i,p-i)
9p i=
LR
M p2i
(γi
9f(γi)
9γi-f
(γi))-LR
M T max
α
i
g i h i
(12)
注意到,LR
M T max
α
i
g i h i是一个与p i无关的项,所以有:
92u LP i(p i,p-i)
9p2i
=
LR
M p3i
(γ2i
92f(γi)
9γ2i
-2γi
9f(γi)
9γi+2f
(γi))
(13)
由
92u L P i(p i,p-i)
9p2i
Φ0可得,γiΕ2ln M。所以,当γiΕ
2ln M时,NPG-LGP存在纳什均衡解。其纳什均衡
解满足:
9u LGP i(p i,p-i)
9p i p
i=p
N E
i
=0(14)
可以看出,在NPG-LGP博弈中,每个认知用
户受到的惩罚是由发射功率、链路增益及对主用户
的干扰程度同时决定的,即用户发射功率越高,链路
增益越大,对主用户的干扰越厉害,受到的惩罚就越
大。这样的资源分配方式,既考虑了认知用户对主
用户干扰的约束条件,又使每个认知用户可以公平
地共享频谱资源。
?
3
1
?
3.3 基于最优价格因子的非合作功率控制算法设计
为了验证NPG-LGP模型的性能,并便于与NPG及NPG-LP模型的纳什均衡解进行对比,本文给出了博弈模型的2种实现算法。
3.3.1 算法1:功率控制算法
(1)初始化功率向量。在初始时刻k=1,令p i(1)=p m in i,i∈N,p i(k)∈[p m in i,p max i];
(2)令k=k+1,若已知p i(k-1)且i∈N,则对于所有的用户i∈N,计算给定其它用户发射功率条件下的用户i可使自己效用函数达到最大时所对应的最优发射功率为
r i(k)=arg m ax
p i(k)∈p i
u i(p i(k),p-i(k-1))
(3)令p
i (k)=m in(r
i
(k)),则可得节点i的最
优发射功率。
当给定价格因子时,该功率控制算法可以快速地产生一组收敛于最小的纳什均衡的功率解向量。从功率消耗角度看,该算法是帕累托有效的。
3.3.2 算法2:最优化价格因子
(1)令价格因子C=0,并告知网络内的所有认知用户;
(2)根据算法,计算C=0时各认知节点的纳什均衡功率解,并计算认知用户的总发射功率对主用户的干扰。若干扰超过干扰温度容限,则关闭对主用户干扰最大的认知用户的发射机,然后利用算法1重新计算纳什均衡功率解,直至对主用户的干扰小于干扰温度容限;若干扰低于干扰温度容限,则计
算各认知用户的效用收益u
i (p
i
,p-i);
(3)令C=C×ΔC,并告知网络内的所有认知用户;
(4)如果U C×ΔC
iΕU C i且i∈N,则返回至第2步,否则就认为此时的价格因子是最优的,即C
op t
=C。
注意,第2步中涉及到了准许控制问题,由于篇幅所限,本文并未对该内容进行讨论,在仿真验证时,也对其进行了简化,即假设认知用户产生的干扰低于干扰温度容限。
4 仿真结果
本部分利用算法1和算法2对NPG、NPG-LP、NPG-LGP的模型性能进行了仿真比较。在仿真
中,假设N=9,M=1,认知用户i到基站的距离:D
1 =[3204605706607408108809401000],认知用户到主用户的距离D
2
=[342356489372339743 502802742],NPG-LP的价格函数为[2]c i(p)=
β
i
p i,其它参数同文献[6]。总共仿真了2个实验,一个是分析最优价格因子,另一个是比较NPG、NPG -LP、NPG-LGP三个模型的纳什均衡解的性能。
在第一个实验中,根据算法2和算法1,得到
α
op t
=3.1623×1013,βop t=318.5017。经过多次实验发现,在NPG-LP模型中,随着β的增加,最先经历效用降低的用户,一般都是链路增益最差的用户。因此,在NPG-LP模型中,最优的价格因子应由第9个认知用户的效用决定。而在NPG-LGP模型
中,最优价格因子α
op t
不是由用户9的效用决定的,而是由用户5的效用决定的。这是因为,在NPG-LGP中,认知用户的效用不仅受认知用户间的链路增益影响,还受认知用户与主用户间的链路增益及干扰温度容限的影响。
在第二个实验中,利用从实验一中得到的最优价格因子,分别比较了均衡功率、均衡SI R、均衡效用及均衡吞吐量指标。从图2可以看出,在最优价格因子条件下,NPG模型最耗费功率,因此该模型的帕累托性能最差;NPG-LP模型对NPG的帕累托改善程度最大;NPG-LGP次之,因此,NPG-LP 模型的功率消耗最小
。
图2 比较NPG、NPG-LP、NPG-LGP模型
下的认知用户的均衡功率
图3给出了认知无线电网络中各认知用户基于最优价格因子时,三模型下获得的均衡SI R的比较结果。从图中可以看出,基于NPG模型的认知用户具有很好的公平性,即网络内所有用户的均衡SI R 都是相等的,都为12.4(10.9d B)。在NPG-LP模
型条件下,由于引入了价格因子β
i
,使得发射功率越大的用户,付出的代价也越大,网络的公平性也遭到
?
4
1
?
了极大的破坏。由图3可以看出,随着用户远离基
站,其可以达到的均衡信干比SI R 几乎成直线下降。而在同样条件下,本文提出的NPG -LGP 模型却很接近NPG 的性能,很好地保持了网络的公平性,这使得网络内不同的认知用户都可以平等地共享频谱资源。因此,NPG -LGP 模型比NPG -LG 模型具有更好的公平性
。
图3 比较NPG 、NPG -LP 、NPG -LGP 模型
下的认知用户的均衡SI R
图4给出了认知用户的均衡效用的比较结果。随着用户远离基站,3种模型下的用户效用都是不断降低的,NPG -LGP 模型下的用户效用比NPG 模型大约提高了3倍。另外,在NPG -LGP 模型中,用户5的效用低于用户6的效用,这与NPG 及NPG -LP 模型不同。这是因为在NPG -LGP 模型中用户5对主用户产生的干扰程度大于用户6对主用户产生的干扰,所以用户5得到的惩罚较大,获得的效用自然也就较小了,而这也与我们设计基于NPG -LGP 的价格函数的初衷是一致的
。
图4 比较NPG 、NPG -LP 、NPG -LGP 模型
下的认知用户的均衡效用
在本文中,将用户的吞吐量定义为:T i =
R i f (γi )=R i (1-2P e )
M
,即认知用户每秒接收到的正确的比特数。系统的总吞吐量定义为各认知用户的吞吐量的总和。图5比较了各模型下用户的均衡吞吐量,从图中可以看出,在NPG -LGP 模型中,各认知用户的吞吐量与NPG 模型下获得的吞吐量相差不大,因而,可以使网络的吞吐量达到最大。而在NPG -LP 模型下,用户获得的吞吐量会产生明显的“远-近”效应,这破坏了网络的公平性,损失了网
络远端的用户吞吐量性能。
图5 比较NPG 、NPG -LP 、NPG -LGP 模型
下的认知用户的均衡吞吐量
综上所述,NPG -LP 与NPG -LGP 模型都改善了NPG 的均衡功率的帕累托有效性,NPG -LP 模型可以在较低的功率上,获得更高的效用,但这是以牺牲网络远端用户的效用为代价获得的,从整个网络的公平性来看,NPG -LP 模型没有实现资源的公平分配。而NPG -LGP 模型在均衡功率、均衡效用及网络的吞吐量方面进行了折衷,它对NPG 的效用提高幅度虽不及NPG -LP 模型,但NPG -LGP 模型改善了网络远端用户的吞吐量,使网络资源得到了公平的共享。
5 结 论
本文以网络资源的公平分配为切入点,考虑了认知用户产生的积累干扰对主用户的影响,在原有NPG 模型的基础上,引入了一个新的基于链路增益
的价格函数,提出了一种基于认知无线电的非合作功率控制博弈模型———NPG -LGP 模型,并给出了基于最优价格因子的功率控制算法实现步骤。最后的仿真结果表明,本文所提出的NPG -LGP 模型既改善了NPG 纳什均衡的帕累托有效性,又较好地解
决了NPG -LP 模型中的不公平性问题,可以使网络中的认知用户公平地共享无线资源。
?
51?
参考文献:
[1] I anF,Akyildiz,et al.Next generati on/dyna m ic s pectru m
access/cognitive radi o wireless net w orks:A survey[J].
Co mputer Net w orks,2006,50(13):2127-2159.
[2] V iral Shah,Narayan Mandaya m B,David Good man J.
Po wer contr ol for wireless data based on utility and p ri2
cing[J].I EEE Trans.Vehic.Tech.,1992,41(3):305
-311.
[3] 钟卫,徐友云,蔡跃明.非合作功率控制博弈优化设计
[J].解放军理工大学学报(自然科学版),2005,6(2):
108-113.
[4] 程世伦,杨震,张晖.新的认知无线电功率控制博弈算法
[J].通信学报,2007,28(3):100-107.
[5] Giuliano R,Mazzenga F.Capacity analysis f or UWB sys2
te m s with po wer contr olled ter m inals under po wer and co2
existence constraints[J].I EEE Transacti ons on W ireless
Co mmunicati ons,2006,5(11):3316-3328.
[6] Ce m Saraydar U,Narayan Mandaya m B,David G ood man
J.Efficient po wer contr ol via p ricing in wireless data net2 works[J].I EEE Transacti ons on Co mmunicati ons,2002,
50(2):291-303.
[7] Fudenberg D,Tir ole J.Ga me Theory[M].Ca mbridge,
MA:M I T Press,1991.作者简介
:
何世彪(1963-),男,博士后,教授,
博士研究生导师,主要研究方向为宽带无
线通信、抗干扰通信,(电子信箱)hdoct or
@vi p.sina.
com;
苏志广(1982-),男,河北邢台人,硕
士研究生,主要研究方向为认知无线电技
术,(电子信箱)suzhiguang_043@163.
com;
敖仙丹(1984-),女,湖北随州人,硕
士研究生,主要研究方向为认知无线电技
术,(电子信箱)8466axd@https://www.doczj.com/doc/7e7180814.html,
。
开发的良朋 应用的益友
《电脑开发与应用》月刊
欢迎订阅 诚征广告
本刊集信息、知识、趣味、可读性于一体,以计算机实用技术见长,博采、精选国内外电脑研究、开发与应用的精华。具有军事、兵器控制色彩,军用计算机的开发,将用相当的篇幅刊登企业信息化、信息化建设、信息传输处理与管理方面的信息及文章,关注I T产业。尤其是刊登I nternet、Agent、嵌入式系统、片上系统、构件技术、网格技术、软硬件二次开发、电脑测控、CORBA、开放式与微内核技术、柔性与敏捷制造等方面的内容,跟踪报道世界最新技术。
本刊为大16开(A4)、80页、定价8元/期、中央级之月刊。每月5日出版。
全国各地邮局均可订阅,邮发代号:22-96 国外代号:M4257
2008年扩容
联系地址:太原市193信箱 电脑开发与应用编辑部 邮编:030006
电话:(0351)8725025 传真:(0351)8725207 E-mail:DNKF@chinaj https://www.doczj.com/doc/7e7180814.html,
?
6
1
?
认知无线电的发展历程与现状 认知无线电的发展历程与现状 摘要：认知无线电是一种通过与其运行环境交互而改变其发射参数从而提高频谱利用率的新的智能技术，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互 信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生，认知无线电就是通过频谱感知(Spectrum Sensing )和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配(DSA dynamic spectrum allocation )和频谱共享(Spectrum Shari ng )。本文主要分析认知无线电的起源，认知无线电的关键技术概要，认知无线电的相关标准化进程以及认知无线电的应用场景等多个方面，对认知无线电进行一个概述，从而加深对无线电的认知与了解。关键字：认知无线电、起源、关键技术、标准化、应用 随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。为解决无线频谱资源紧张的问题，出现了许多先进的无线通信理论与技术，如链路自适应技术、多天线技术等。这些技术虽然能提高频谱效率，但仍受限于Sha nnon理论。 美国联邦通信委员会的大量研究表明：ISM频段以及适用于陆地移动通信的2GHz 左右授权频段过于拥挤，而有些授权频段却经常空闲。因而提出了认知无线电。认知无线电是一种智能频谱共享技术。它通过感知频谱环境、智能学习并实时调整其传输参数，实现频谱的再利用，进而显著地提高频谱的利用率，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。 1. 认知无线电的发展历程
LTE功率控制 LTE功率控制的对象包括PUCCH，PUSCH，SRS，RA preamble， RA Msg3等。由于这些上行信号的数据速率和重要性各自不同，其具体功控方法和参数也不尽相同。PUSCH和SRS的功控基本相同。 1 标称功率(Nominal Power) eNB首先为该小区内的所有UE半静态设定一标称功率P0（对PUSCH和PUCCH有不同的标称功率，分别记为P0_PUSCH和P0_PUCCH ），该值通过系统消息SIB2（UplinkPowerControlCommon: p0-NominalPUSCH, p0-NominalPUCCH）广播给所有UE；P0_PUSCH的取值范围是（-126，24）dBm。 需要注意的是对于动态调度的上行传输和半持久调度的上行传输，P0_PUSCH的值也有所不同（SPS-ConfigUL: p0-NominalPUSCH-Persistent）。 另外RA Msg3的标称功率不受以上值限制，而是根据RA preamble初始发射功率（preambleInitialReceivedTargetPower）加上?Preamble_Msg3 （UplinkPowerControlCommon: deltaPreambleMsg3）。 每个UE还有UE specific的标称功率偏移（对PUSCH和PUCCH有不同的UE标称功率，分别记为P0_UE_PUSCH和P0_UE_PUCCH ），该值通过dedicated RRC信令（UplinkPowerControlDedicated: p0-UE-PUSCH, p0-UE-PUCCH）下发给UE。P0_UE_PUSCH和P0_UE_PUCCH的单位是dB，因此这个值可以看成是不同UE对于eNB范围标称功率P0_PUSCH和P0_PUCCH的一个偏移量。对于动态调度的上行传输和半持久调度的上行传输，P0_UE_PUSCH的值也有所不同。 最终UE所使用的标称功率是（eNB范围标称功率 + UE Specific偏移量）。 2 路损补偿 在标称功率基础上，UE还需要根据测量得到的路损数据自动进行功率补偿。UE 通过测量下行参考信号（RSRP）计算得到下行路损，乘以一个补偿系数α后作为上行路损补偿。系数α由eNB在系统消息中半静态设定（UplinkPowerControlCommon: alpha）。对于PUCCH和Msg 3，α总是为1。标称功率设定和路损补偿都属于半静态功率控制，UE的动态功率控制有基于MCS 的隐式功率调整和基于PDCCH的显示功率调整。 3 基于MCS的功率调整 根据Shannon公式，发射功率需要正比于传输数据速率。在LTE系统中，MCS决定了每个RB上行数据量的大小，因此调度信息中的MCS隐式地决定了功率调整需求。 根据公式可以得到功率调整量。 公式中的MPR即是由MCS决定的per RE的数据块大小； 公式中的KS一般情况下=1.25。 公式中的β是上行数据全为控制数据（如CQI）而无其他上行数据情况下的调整系数；如果有其他上行数据则为1。 基于MCS的功率调整仅针对PUSCH数据，对PUCCH和SRS不适用。 eNB可以对某UE关闭或开启基于MCS的功率调整，通过dedicated RRC信令（UplinkPowerControlDedicated: deltaMCS-Enabled）实现。
为用于变速率传输的一个功率控制时隙内的时间。在时隙内，功率波动应小于3db，功率电屏应比背景噪声高20db，功率上升和下降的时间应小于6μs。如图1所示。 移动台发射机的平均输出功率应小于-50dbm/1.23MHz，即-110dbm/Hz；移动台发射机背景噪声应小于-60dbm/1.23MHz，即-54dbm/Hz。 1.2IS-95及cdma20001x系统前向及反向功率控制 cdma系统功率控制类型包括： 反向开环功率控制 移动台根据接收功率变化，调整发射功率。 反向闭环功率控制 移动台根据接收到的功率控制比特调整平均输出功率。
前向功率控制 根据移动台测量报告，基站调整对移动台的发射功率。 1.2.1反向开环功率控制 移动台的开环功率控制是指移动台根据接收的基站信号强度来调节移动台发射功率的过程。其目的是使所有移动台到达基站的信号功率相等，以免因“远近效应”影响扩频cdma系统对码分信号的接收，降低系统容量。 1、IS-95A中的开环功率控制 IS-95A系统内，只要手机开机，开环就起作用。移动台根据前向链路信号强度来判断路径损耗。功率变化过程中，只有移动台参与。移动台不知道基站实际的有效发射功率（ERP），只能通过接收到的信号来估计前向链路损耗。移动台通过对接收信号强度的测量，调整发射功率。接收的信号越强，移动台的发射功率越小。 应当指出的是，移动台的开环功率控制的响应时间大约为30ms，只能克服由于阴影效应引起的慢衰落。移动台对接收信号测量和调整是基于认为前向信道和反向信道的衰落特性是一致的，这种依前向信道信号电平来调节移动台发射功率的开环调节是不完善的。需要采用闭环控制加以补充。 移动台在接入过程中的功率控制过程是通过接入探针实现的。接入过程中移动台的发初始发射功率不能太大，会干扰小区内其他用户；同时发射功率也不能
功率控制培训讲义 一、背景 控制无线路径上的发射功率的目的是在不需要最大发射功率，就能达到较好的传输质量的情况下，降低发射功率。这样做，既能保持传输质量高于给定门限，又能降低移动台和基站的平均广播功率，减少对其它通信的干扰。 功率控制分为上行功率控制和下行功率控制，上下行控制独立进行。上行功率控制移动台（MS），下行功率控制基站（BTS）。同一方向的连续两次控制之间的时间间隔由O&M设定。 功率控制包括移动台和基站的功率控制。 移动台功率控制的目的是调整MS的输出功率，使BTS获得稳定接收信号强度，以限制同信道用户的干扰，减少BTS多路耦合器的饱和度，降低移动台功耗；基站功率控制目的是调整BTS输出功率，使MS获得稳定接收信号强度，以限制同信道干扰，降低基站功耗。 基站动态功率控制目的是调整BTS输出功率，使MS获得稳定接收信号强度，以限制同信道干扰，降低基站功耗。基站动态功率控制仅使用稳态功率控制算法。 实现功率控制有两种算法——0508功率控制算法和华为动态功率控制算法（简称0508算法和动态功控算法）。 二、功率控制过程 1．移动台功率控制 移动台功率控制分为两个调整阶段——Stationary稳态调整和Initial初始调整。稳态调整是功率控制算法执行的常规方式，初始调整使用于呼叫接续最开始的时刻。当一个接续发生，MS以所在小区的名义功率输出，（名义功率即在收到功率调整命令之前，MS发射功率为所在小区BCCH信道上广播的系统消息中MS 最大发射功率MS_TXPWR_MAX_CCH。而如果MS不支持这一功率级别，则采用与之最接近的可支持的功率级别，如在建立指示消息中上报的MS类标Classmark所支持的最大输出功率级别）。但因为BTS可同时支持多个呼叫，必须在一个新的接续中尽快降低接收信号强度，否则该BTS支持的别的呼叫的质量会由于BTS 多路耦合器饱和而恶化，并且另外小区的呼叫质量也会由于强干扰而受到影响。
现代通信系统 论文 题目：认知无线电技术 姓名：朱雪峰 学院：潇湘学院 专业：通信工程 班级： 001 学号： 1254040121 指导教师：钟斌 2015年11月1日
目录 一、引言 (2) 二、认知无线电的基本概念 (2) 三、认知无线电的功能与实现 (4) 1.认知无线电的主要功能 (4) 2.认知无线电的实现关键 (5) 四、认知无线电的标准化 (7) 五、认知无线电的管制与应用情况 (8) 六、未来发展与展望 (9)
认知无线电技术的研究及发展 【摘要】认知无线电技术作为软件无线电技术的一个特殊扩展，受到日益广泛的关注。由于该技术能够自动检测无线电环境，调整传输参数，从空间、时间、频率、调制方式等多维度共享无线频谱，可以大幅度提高频谱利用效率。本文首先从认知无线电技术的定义入手，分别讨论了认知无线电的基本概念、功能与实现、标准化的进程。然后介绍了当前应用状况，最后分析了未来的发展及面临的挑战。 一、引言 随着无线通信技术的发展，人们可以获得的带宽不断地增加，移动通信的数据速率从10 kbit/s增长到2 Mbit/s，在不久的将来还可能提高到上百兆比特每秒。但即使如此，也无法满足人们日益增长的无线接入需求。为了缓解这一矛盾，一方面，人们不断开发新的无线接入技术，利用新的频段来提供各种业务；另一方面，不断改进各种编码调制方式，提高频谱效率。但由于移动终端天线尺寸和功率的限制，可以用于无线接入的频段很有限。在提高频谱效率方面，目前较为先进的CDMA空中接口技术，如HSDPA可以达到1 bit/（s·Hz）的频谱效率，将来OFDM和MIMO技术的应用也只能达到3-4 bit/（s·Hz）的频谱效率。3-4倍的频谱效率的提高对于人们成百上千倍的带宽需求增长是微不足道的。认知无线电技术的出现，为解决频谱资源不足、实现频谱动态管理及提高频谱利用率开创了崭新的局面。 二、认知无线电的基本概念 认知无线电（cognitive radio，CR）的概念是由Joseph Mitola博士提出的，他在1999年发表的一篇学术论文[1]中描述了认知无线电如何通过一种“无线电知识表示语言（RKRL）”的新语言提高个人无线业务的灵活性。随后在2000年瑞典皇家科学院举行的博士论文答辩中详细探讨了这一理论[2]。 认知无线电也被称为智能无线电。从广义上来说是指无线终端具备足够的智能或者认知能力，通过对周围无线环境的历史和当前状况进行检测、分析、学习、推理和规划，利用相应结果调整自己的传输参数，使用最适合的无线资源（包括频率、调制方式、发射功率等）完成无线传输。认知无线电能够帮助用户自动选择最好的、最廉价的服务进行无线传输。甚至能够根据现有的或者即将获得的无线资源延迟或主动发起传送。 由定义可以看出。认知无线电的一个最大优势就是无线用户可以通过该技术实现“频谱共享”。目前大多数频谱已经被划分给不同的许可持有者（又称为首要用户），包括移动通信、应急通信、广播电视等。但是随着用户需求的增长，简单地通过开发新的无线接入技术和使用新的频点已经无法充分满足市场需求。 近年来，很多学者通过监测分析当前无线频谱使用状况发现，虽然大部分频谱已经被分配给不同的用户，但是在相同时间、相同地点频谱的使用却非常有限。常常是大部分频点未被使用，而某些热点频率又处于超负荷运行。美国联邦通信管理委员会（FCC）充分注意到了这一点，于2002年11月出版了频谱政策任务组撰写的一份报告[3]，该报告指出，当前分配的绝大多数频谱的利用率为15%-85%。因此FCC认为当前存在的最主要问题并不是没有频谱可用，而是现有的频谱分配方式导致资源没有被充分利用。只有彻底改变当前固定频谱分配政策，部分甚至全部采用动态频谱分配政策，使多种技术可以实现“频谱共享”，才能
微电网下垂控制的稳定性、功率分配与分布式二级控制 摘要 出于对智能电网技术最近的和不断增长的兴趣，我们研究了微电网中的下垂控制DC/AC 逆变器运算。我们提供一个存在唯一的和局部指数稳定的同步解决方案的必要和充分条件。 我们提出了一个选择控制器在逆变器之间有理想的电源共享，并且指定该组的负载，它可以不违反给的的驱动约束下实现。此外，我们提出了一个分布式的基础上平均积分控制器算法，动态调节系统频率一个随时间变化的负载的存在。值得注意的是，这分布平均积分控制器有额外的性质保持功率共享特性的主要下垂调节器。最后，我们目前的实验结果验证我们的控制器设计。我们的研究结果在没有假设有相同的线性调节和电压幅值也成立。 引言 微电网是低压配电网络，不均匀组成的分布式发电，存储，负载，和从更大的主要网络中自主管理的网络。微电网是能够连接到广域电力系统通过一个共通点联轴器（PCC），但也“孤岛”自己和独立运作[1]。在微网能源发电可以是高度异质性，包括光伏发电，风能，地热能，微型涡轮机等许多这些来源产生或者可变频率的交流电源或直流电源，具有同步交流电网通过电力电子接口DC/ AC逆变器。它在孤岛的操作，是通过这些逆变器，必须采取措施以确保同步，安全性，动力平衡性和负载均衡在网络中[2]。 所谓的下垂控制器已成功地用于实现这些任务，请参见[2] - [7]。尽管形成的基础并联逆变器的操作（图2），下垂控制从未逆变器和负载网络受非线性分析[8]。小信号稳定性分析两个逆变器并联运行的下[9] - [12]和参考文献中的各种假设。所呈现的稳定性结果依赖于线性约已知的操作点，两个逆变器的特殊情况下，有时会打包带无关的假设[5]。 图1微电网的示意图，与四个逆变器（节点VI）提供负载（节点VL），通过非循环互连。之间的逆变器的虚线代表的通信链路，这将是专门用于第六部分。 在这项工作中，我们调查我们最近的理论结果同步，共享，和次级控制的微电网[13]。经检讨后的下垂控制方法和次级控制（第二部分），我们提供必要的稳定的工作存在的充分
开环功控的目的是提供初始发射功率的粗略估计。它是根据测量结果对路径损耗和干扰水平进行估计，从而计算初始发射功率的过程。比如： 上行链路的开环功控的目的是调整物理随机接入信道的发射功率。UE在发射随机接入之前，总要长时间的测量CPICH的接收功率，以去掉多径衰落的影响。 根据系统消息中的导频功率、RTWP和下行导频实际接受功率来计算Preamble的功率 Preamble逐步抬升功率，直到被网络受到并回复 然后手机对最后一次Preamble功率进行一定修正以后在PRACH上发送RRC Connect Reque st网络收到RRC Conne ct Request消息后根据FA CH功率发送RRC Connect Setup 在该消息中SRNC为通知UE上行链路初始使用PCP(Power Control Preamble) 闭环功率控制的目标是使接收信号的SIR达到预先设定的门限值。在WCDMA中，上行链路和下行链路的闭环功率控制都是 由接收方NODEB 或UE 通过RAKE接收机产生的信号估计DPCH的功率，同时估计当前频段的干扰，产生 SIR估计值，与预先设置的门限相比较。如果估计值大于门限就发出TPC命令“1”（升高功率）；如果小于门限就发出TPC命令“0”（降低功率）。接收到TPC命令的一方根据一定的算法决定发射功率的升高或降低。 外环功率控制目的是动态地调整内环功率控制的门限。因为WCDMA系统的内环功率控制是使发射信号的功率到达接收端时保持一定的信干比。然而，在不同的多径环境下，即使平均信干比保持在一定的门限之上，也不一定能满足通信质量的要求（BER或FER或BLER）。因此需要一个外环功率控制机制来动态地调整内环功率控制的门限，使通信质量始终满足要求。RNC或UE的高层通过对信号误码率(BER)或误块率(BLER)的估算，调整快速功率控制中的目标信噪比（SIR tar get），以达到功控的目的。由于这种功控是通过高层参与完成的，所以叫做外环功控。当收到的信号质量变差，即误码率或者误块率上升时，高层就会提高目标信噪比（SIR target）来提高接收信号的质量。常规外环功率控制算法采用与内环功率控制相近似的方式 上行内环功率控制频率为1500次/秒。物理专用控制信道DPCCH采用的无线帧长度为10ms，每帧有15个时隙，每个时隙都有功率控制比特，这样每10ms会对发射功率调整一次，每秒的调整次数为：15次/(10ms/1s)=1500次/秒 外环功控由RNC对基站发送Sir target作为内环功控的参照目标，SIR tar get的改变取决于CRC校验以及Bler tar get（外环功控的参照目标）所以外环工控的最高频率是1/TTI，TTI为10ms时是100。
快速功率控制技术 一．功率控制 功率控制是蜂窝系统中最重要的要求之一。TD-SCDMA系统是一个干扰受限系统，由于远近效应，它的系统容量主要受限于系统内各移动台和基站的干扰，因而，若每个移动台的信号到达基站时都能达到保证通信质量所需的最小信噪比并且保持系统同步，TD-SCDMA系统的容量将会达到最大。功率控制是在对接收机端的接收信号强度或信噪比等指标进行评估的基础上，适时改变发射功率来补偿无线信道中的路径损耗和衰落，从而既维持了通信质量，又不会对同一无线资源中其他用户产生额外干扰。另外，功率控制使得发射机功率减小，从而延长电池使用时间。 二．快速功率控制 ETSI规范推荐的功率控制过程的控制幅度都是固定的，一般取值是2 dB或4 dB，然而，在很多实际的情况下，固定的功率控制幅度并不能达到最优的效果，举一个简单的例子： 当手机在离基站天线很近的地方发起一次呼叫，它使用的初始发射功率是所在小区BCCH信道上广播的系统消息中手机最大发射功率MS_TXPWR_MAX_CCH，很明显，这时由于手机离基站的天线非常近，功率控制过程应该尽可能快地将它的发射功率降下去。然而，规范推荐的功率控制过程做不到，因为它每次只能命令手机降2 dB或4 dB，加上每两次功率控制之间会有一定的间隔期（由于要收集足够多新的测量数据），因此，要将手机发射功率降到合理的值，会经历一段比较长的时间，下行方向也是一样的。可见，这对降低整个GSM网络的干扰情况明显不利，要改善这一点，就是加大每次功率控制的幅度，这就是快速功率控制的核心思想。 快速功率控制过程能够根据实际的信号强度和信号质量情况，判断出应该使用的功率控制幅度，不再局限于一个固定的幅度，这样就可以轻易解决手机初始接入时功率的控制问题。当然，它的作用也不仅仅局限于这种情况，还有很多，比如快速移动的手机、突然出现的干扰或障碍等等，只要出现需要进行大幅度功率控制的现象，快速功率控制过程都能够完满地给予解决。 三．远近效应 由于用户的移动性，不同的移动台和基站之间的距离是不同的。当基站同时接受到两个不同距离移动台的信号时，若两者功率发射都相同，则离基站近的移动台的接受信号强，离基站远的移动台的接收信号弱。这样就会产生以强压若的现象，即远处用户的信号会被近处用户的信号淹没，以至于不能正确解调，这种现象称为“远近效应”。为了克服这种现象，对移动台的发射功率进行调整时非常有必要的，使得基站接收到的所有移动台的信号功率基本相等。
认知网络课程学习报告题目：认知无线电技术简介
目录 1、认知无线电简介 ………………………………………………………………………………………………………….- 1 - 1.1 技术产生背景.................................................................................................................. - 1 - 1.2 基本理念和平台结构..................................................................................................... - 1 - 1.3 认知无线电的发展及研究现状 .................................................................................... - 3 - 2、认知网络关键技术................................................................................................................... - 4 - 2.1 频谱检测技术.................................................................................................................. - 4 - 2.2 自适应频谱资源分配技术............................................................................................. - 5 - 2.3 认知无线电下的频谱管理............................................................................................. - 5 - 3、认知无线电的标准化............................................................................................................... - 6 - 4、认知无线电的应用场景........................................................................................................... - 7 - 5、结语............................................................................................................................................ - 9 - 参考文献........................................................................................................................................ - 10 -
众所周知船舶电网不同于岸上电网，船舶电网容量小，并且船用负载多为电动机类的电感性负载，所以他们的功率很大，有时可以和发电进的容量相比较，有时又会负载消耗非常小，所以他们的波动非常大，故我们需要对发电机系统进行控制以达到对船舶电量的合理利用。 当外界的负载变化时我们需要调节发电机端的电压，而发电机端电压可以通过调节发电机的频率f和其磁通来实现，但是当频率变化时会改变发电机输出交流电的电压。所以我们通过采用改变磁通的办法来实现发电机端电压的变化。 一实验原理 本次作业我主要采用数字式励磁调节器根据外界的负载对发电机进行励磁调节。以实现发电机端电压的稳定以及在发电机并联运行时能够合理的分配无功功率。 本次以两个发电机为例子进行设计，其也可以推广到多个电机并联运行的情况。 此次设计主要用到IGBT来控制励磁，发电机的电压和电流则通过电压互感器和电流互感器采集分两路传送到单片机，一路传送到单片机的AD端，经过转化在单片机内部程序计算其电压电流大小，进而得到有功功率和无功功率，另一路通过电压比较器转化为方波输入到单片机得到其发电机的交流电压和电流频率。然后根据转化的各项数据决定电机发电量的增加还是减少，其信息转化为增磁还是减磁的信号送到单片机由单片机通过自身的捕获比较单元生成PWM波来控制IGBT开关的开停，进而来控制电机的励磁。两个电机各由一个单片机控制，两个单片机之间通过CAN来进行通信。 另外本次作业设计中IGBT的驱动模块和缓冲电路以及栅极保护电路的模块不进行讨论。 发电机根据实际负载的大小决定是否并机运行，其开机停机信号以数字量送到单片机的内部，另外电动机的启动方式采用外接蓄电池的他励启动，本次忽略电机的启动失败的情况。其他故障报警也忽略。 其总的控制原理图如图1所示
利用ADL5330和AD8318实现闭环自动功率控制设计 电路功能与优势 本文所述电路利用一个VGA(ADL5330)和一个对数检波器(AD8318)提供闭环自动功率控制。由于AD8318具有较高的温度稳定性，而且AD8318 RF检波器可确保ADL5330 VGA 的输出端具有同样水平的温度稳定性，因此该电路在整个温度范围都能保持稳定。该电路还增加了对数放大器检波器，用来将ADL5330从开环可变增益放大器转换为闭环输出功率控制电路。AD8318与ADL5330一样，具有线性dB传递函数，因此Pout对设定点传递函数也遵循线性dB特性。 图1：ADL5330与AD8318配合在自动增益控制环路中工作 电路描述 虽然可变增益放大器ADL5330可提供精确的增益控制，但利用一个自动增益控制(AGC)环路也可以实现对输出功率的精密调节。图1显示在AGC环路中工作的ADL5330。增加对数放大器AD8318后，该AGC在较宽的输出功率控制范围具有更高的温度稳定性。ADL5330 VGA要在AGC环路中工作，必须将输出RF的样本反馈至检波器（通常利用一个定向耦合器并增加衰减处理）。DAC将设定点电压施加于检波器的VSET输入，同时将VOUT与ADL5330的GAIN引脚相连。根据检波器的VOUT与RF输入信号之间明确的线性dB关系，检波器调节GAIN引脚的电压（检波器的VOUT引脚为误差放大器输出），直到RF输入的电平与所施加的设定点电压相对应。GAIN建立至某一值，使得检波器的输入信号电平与设定点电压之间达到适当平衡。 AGC环路中工作的ADL5330与AD8318的基本连接如图1所示。AD8318是一款1 MHz 至8 GHz精密解调对数放大器，提供较大的检波范围(60 dB)，温度稳定性为±0.5 dB。ADL5330的增益控制引脚受AD8318的输出引脚控制。电压VOUT的范围为0 V至接近VPOS。为避免过驱恢复问题，可以用阻性分压器按比例缩小AD8318的输出电压，以便与ADL5330的0 V至1.4 V增益控制范围接口。
认知无线电技术 相信童鞋们都对大名鼎鼎的认知无线电技术有所耳闻，那到底是个什么东东呢？下面射频君就来给大家普及一下认知无线电的基本知识。随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据伟大的香农同志所提出的信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。问题出现了，解决发法捏？因此，伟大的科学家筒子们提出了采用认知无线电(CR，全称Cognitive Radio)技术，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。认知无线电是一种智能频谱共享技术，通过智能学习以及对频谱环境的感知对传输参数进行实时的调整，能够对频谱的利用率进行显著的提升。 “无线电之父”Mitola的概念模型包括硬件和软件。其软件部分由基础软件和智能软件构成。硬件部分重点使用软件无线电的基本体系结构，由安全模块、调制解调器、天线、射频、基带信号处理和用户接口部分构成。调制解调器可以解决收发信号的调制解调以及均衡信号的问题；天线是为了接收并发射无线电信号；射频前端由无线电信号的放大以及其必要变换构成；基带处理模块能够解决网络中的各种协议与控制问题，兼容不同的网络；用户接口部分可以根据RKRL语言满足不同的接口服务，同时使用关于用户需要的支持自动推理的方
法，实现个人通信服务。 1. 频率侦听 认知无线电技术在应用中，能够对频谱进行连续的侦听，以此对没有占用的频谱进行及时的发现，在不对主用户造成干扰的情况下对用户的再次出现进行快速的检测，以此便于为用户腾出相应的带宽。要想对该功能进行实现，就需要对一种新的功能-频谱侦听技术进行运用，能够获得非常高的检测率。而受到检测能力的限制以及阴影衰落以及多径情况的影响，为了能够更为准确的对用户不同的接收功率进行检测，该技术在带宽频率捷变以及前端灵敏度方面具有更高的要求。在早期，其对周期平稳过程以及导频信号技术进行应用，并不能够对频谱检测的可靠性进行满足。而就目前来说，则可以通过DF、AF以及CF协议的应用对其频谱侦听能力进行提升。 2. 动态频谱分析 在现今的频谱研究中，欧洲地区的很多项目已经对不同网络的动态频谱分配算法进行了研究，而对于认知无线电网络来说，用户在可用信道、位置以及数量方面的需求具有着变化的特征，并因此使这部分技术存在着不完全适用的情况。考虑到目前动态频谱分配在标准、政策以及接入协议等方面的限制，基于频谱统筹策略是现今应用较多的频谱共享技术，在该技术中，其思想即首先将不同业务的频谱合并成一个公共的频谱池，之后再将其划分为不同的信道。没有得到授权的用户，则可以对这部分空闲的信道进行临时的占用。对于该策略来说，对信道应用的公平性以及利用率进行了充分的考虑，可以说是一个受
三相电压型PWM整流器直接功率控制方法综述 https://www.doczj.com/doc/7e7180814.html,/tech/intro.aspx?id=565 点击数：260 刘永奎，伍文俊 （西安理工大学自动化学院电气工程系，陕西西安710048）摘要首先介绍了三相电压型PWM整流器的拓扑结构，在此基础上，对当前应用于PWM 整流器的直接功率控制策略进行了对比分析，介绍了其实现机理和优缺点，最后，对直接功率控制在三相电压型PWM整流器中的控制技术进行了展望。 关键字 PWM整流器；直接功率控制；综述 Summary about Direct Power Control Scheme of Three-Phase Voltage Source PWM Rectifiers LIU Yongkui，WU Wenjun （Xi'an University of Technology，Xi'an Shannxi 710048 China）Abstract The topological structure of three-phase PWM rectifiers is introduced. On this basis, several DPC methods of three-phase voltage source PWM rectifiers were introduced and compared. At last, the pros原per of the control scheme development trends in three-phase PWM rectifiers is presented. Keywords three-phase PWM rectifiers；direct power control；summary 1 概述 三相电压型PWM整流器具有能量双向流动、网侧电流正弦化、低谐波输入电流、恒定直流电压控制、较小容量滤波器及高功率因数（近似为单位功率因数）等特征，有效地消除了传统整流器输入电流谐波含量大、功率因数低等问题，被广泛应用于四象限交流传动、有源电力滤波、超导储能、新能源发电等工业领域。 PWM 整流器控制策略有多种，现行控制策略中以直接电流、间接电流控制为主，这两种闭环控制策略
LTE中的功率控制总结 1、LTE框图综述 2、LTE功率控制与CDMA系统功率控制技术的比较下表所示。 LTE CDMA 远近效应不明显明显 对抗快衰落 功控目的补偿路径损耗和阴影衰 落 功控周期慢速功控快速功控 功控围小区和小区间小区 具体功率目标上行：每个RE上的能量 整条链路的总发射功率 EPRE；
3、LTE当中上下行分别采用OFDMA和SC-FDMA的多址方式，所以各子载波之间是正交不相关的，这样就克服了WCDMA当中远近效应的影响。为了保证上行发送数据质量，减少归属不同eNodeB 的UE使用相同频率的子载波产生的干扰，同时也减少UE的能量消耗，并使得上行传输适应不同的无线传输环境，包括路损，阴影，快衰落等。（质量平衡与信干噪比平衡的原则相结合使用，是现在功率控制技术的主流。） 4、功率控制方面，只是对上行作功率调整(采用慢速功率控制)，下行按照参数配置进行固定功率的发送，即只有eNodeB对UE的发送功率作调整。LTE中，上行功率控制使得对于相同的MCS(Modulation And Coding Scheme), 不同UE到达eNodeB 的功率谱密度（Power Spectral Density,PSD单位带宽上的功率）大致相等。eNodeB 为不同的UE分配不同的发送带宽和调制编码机制MCS，使得不同条件下的UE获得相应不同的上行发射功率。 5、对于下行信号，基站合理的功率分配和相互间的协调能够抑制小区间的干扰，提高同频组网的系统性能。严格来说，LTE的下行方向
是一种功率分配机制，而不是功率控制。不同的物理信道和参考信号之间有不同的功率配比。下行功率分配以开环的方式完成，以控制基站在下行各个子载波上的发射功率。下行RS一般以恒定功率发射。下行共享控制信道PDSCH功率控制的主要目的是补偿路损和慢衰落，保证下行数据链路的传输质量。下行共享信道PDSCH的发射功率是与RS发射功率成一定比例的。它的功率是根据UE反馈的CQI 与目标CQI的对比来调整的，是一个闭环功率控制过程。在基站侧，保存着UE反馈的上行CQI值和发射功率的对应关系表。这样，基站收到什么样的CQI，就知道用多大的发射功率，可达到一定的信噪比（SINR）目标。 下行功率分配以每个RE为单位，控制基站在各个时刻各个子载波上的发射功率。下行功率分配中包括提高导频信号的发射功率，以及与用户调度相结合实现小区间干扰抑制的相关机制。下行在频率上和时间上采用恒定的发射功率。基站通过高层指令指示该恒定发射功率的数值。在接收端，终端通过测量该信号的平均接收功率并与信令指示的该信号的发射功率进行比较，获得大尺度衰落的数值。 下行共享信道PDSCH的发射功率表示为PDSCH RE与CRS RE 的功率比值，即ρA和ρB。其中ρA表示时隙不带有CRS的OFDM 符号上PDSCH RE与CRS RE的功率比值（例如2天线Normal CP的情况下，时隙的第1、2、3、5、6个OFDM符号）；ρB 表示时隙带有CRS的OFDM符号上PDSCH RE与CRS RE的功
附录Ⅲ温度控制与PID算法 下面的叙述以波峰焊及回流焊加热温区的温度控制为实例，简单地结合控制理论，以浅显的方式，将温度控制及PID算法作一个简单的描述。 1．温度控制的框图 这是一个典型的闭环控制系统，用于控制加热温区的温度（PV）保持在恒定的温度设定值(SV)。系统通过温度采集单元反馈回来的实时温度信号（PV）获取偏差值（EV），偏差值经过PID调节器运算输出，控制发热管的发热功率，以克服偏差，促使偏差趋近于零。例如，当某一时刻炉内过PCB 板较多，带走的热量较多时，即导致温区温度下降，这时，通过反馈的调节作用，将使温度迅速回升。其调节过程如下： 温度控制的功率输出采用脉宽调制的方法。固态继电器SSR的输出端为脉宽可调的电压UOUT 。当SSR的触发角触发时，电源电压UAN通过SSR的输出端加到发热管的两端；当SSR的触发角没有触发信号时，SSR关断。因此，发热管两端的平均电压为 Ud＝(t/T)* UAN=K* UAN 其中K= t/T，为一个周期T中，SSR触发导通的比率，称为负载电压系数或是占空比，K的变化率在0－1之间。一般是周期T固定不便，调节t, 当t在0－T的范围内变化时，发热管的电压即在0－UAN之间变化，这种调节方法称为定频调宽法。下面将要描述的PID调节器的算式在这里的实质即是运算求出一个实时变化的，能够保证加热温区在外界干扰的情况下仍能保持温度在一个较小的范围内变化的合理的负载电压系数K。 第 57 页
2.温度控制的两个阶段 温度控制系统是一个惯性较大的系统，也就是说，当给温区开始加热之后，并不能立即观察得到温区温度的明显上升；同样的，当关闭加热之后，温区的温度仍然有一定程度的上升。另外，热电偶对温度的检测，与实际的温区温度相比较，也存在一定的滞后效应。 这给温度的控制带来了困难。因此，如果在温度检测值（PV）到达设定值时才关断输出，可能因温度的滞后效应而长时间超出设定值，需要较长时间才能回到设定值；如果在温度检测值（PV）未到设定值时即关断输出，则可能因关断较早而导致温度难以达到设定值。为了合理地处理系统响应速度（即加热速度）与系统稳定性之间地矛盾，我们把温度控制分为两个阶段。 第 58 页
CDMA系统中的功率控制技术 1. 引言： 在常见的多址通信技术中，CDMA（码分多址接入）通信技术采用同频率复用方式实现更大的系统容量，并且有发射功率低、保密性能强、覆盖范围大等优点，CDMA个人通信将成为今后个人通信的主流和发展方向。功率控制技术、PN码技术、RAKE接收技术、软切换技术、话音编码技术等称为IS-95CDMA蜂窝移动通信系统中的关键技术。由于CDMA是一个自干扰系统，所有移动用户和周围小区中的其他用户所造成的自干扰成为限制系统容量的主要因素，功率控制被认为是所有关键技术的核心。 如果不采用功率控制，所有用户就会以相同的功率发射信号，这样离基站较近的移动台就会对较远的移动台造成相当大的干扰，这种现象称为远近效应。因此设计一种良好的功率控制方案对于CDMA系统的正常运行是非常重要的。研究表明，不采用功率控制技术的CDMA系统容量很小，甚至会小于FDMA 系统的容量。在CDMA系统中采用功率控制的另一个原因，尽可能利用最小的发射功率获得所需的传输质量，以延长用户终端中电池的寿命。在功率控制中需要移动台(MS)和基站(BS)共同协调进行动态的功率控制才能够实现。 本文主要介绍CDMA系统中现有的常用的功率控制技术，并在此基础上提出了一些理论上的改进的功率控制算法，加以说明和比较。 2．CDMA系统中现有的功率控制技术： 2．1 功率控制技术的分类： 功率控制技术可按多种方式进行分类，如图1所示：
图1 功率控制技术的分类 从通信的上、下行链路考虑，功率控制可以分为前向功率控制和反向功率控制，前向和反向功率控制是独立进行的。所谓的反向功率控制，就是对手机的发射功率进行控制，而前向功率控制，就是对基站的发射功率进行控制。 从功控的环路类型来划分，功率控制算法还可分成开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控制。开环功率控制仅是一种对移动台平均发射功率的调节；闭环功率控制式MS根据BS发送的功率控制指令（功率控制比特TPCbit携带的信息）来调节MS发射功率；外环功率控制是为了适应无线信道的衰耗变化，达到系统所要求的误帧率而动态调整反向闭环功控中的信噪比门限。 2．2 功率控制的原理： 2．2．1 前向链路功率控制： 前向链路功率控制的目的在于，减小为那些静止状态、离基站较近、几乎不受多径衰落和阴影效应影响、或受其它小区干扰很小的用户所消耗的功率，以便将节省下来的功率给那些信道条件较差、离基站较远、或误码率很高的用户。 基站通过移动台对前向链路误帧率的报告和临界值比较来决定是增加发射功率还是减小发射功率。移动台的报告分为定期报告和门限报告。定期报告就是隔一段时间汇报一次，门限报告就是当FER（误帧率）达到一定门限时才报告。这个门限由运营者根据对话音质量的不同要求设置的。这两种报告可以同时存在，也可以只要一种，或者两种都不用，根据运营者的具体要求来设定。 在TDD模式下，在前向链路中，由小区内信号的同步性和移动台相干解调带来的增
毕业设计（论文）题目：认知无线电中频谱感知技术研究专业： 学生姓名： 班级学号： 指导教师： 指导单位： 20分太坑爹了。老子放个免费的 日期：年月日至年月日
摘要 无线业务的持续增长带来频谱需求的不断增加，无线通信的发展面临着前所未有的挑战。无线电频谱资源一般是由政府统一授权分配使用，这种固定分配频谱的管理方式常常会出现频谱资源分配不均，甚至浪费的情形，这与日益严重的频谱短缺问题相互矛盾。认知无线电技术作为一种智能频谱共享技术有效的缓解了这一矛盾。它通过感知时域、频域和空域等频谱环境，自动搜寻已授权频段的空闲频谱并合理利用，达到提高现有频谱利用率的目的。频谱感知技术是决定认知无线电能否实现的关键技术之一。 本文首先介绍了认知无线电的基本概念，对认知无线电在 WRAN 系统、UWB 系统及 WLAN 系统等领域的应用分别进行了讨论。在此基础上，针对实现认知无线电的关键技术从理论上进行了探索，分析了影响认知网络正常工作的相关因素及认知网络对授权用户正常工作所形成的干扰。从理论上推导了在实现认知无线电系统所必须面对的弱信号低噪声比恶劣环境下，信号检测的相关方法和技术，并进行了数字滤波器的算法分析，指出了窗函数的选择原则。接着详细讨论了频谱检测技术中基于发射机检测的三种方法：匹配滤波器检测法、能量检测法和循环平稳特性检测法。为了检验其正确性，借助 Matlab 工具，在Matlab 平台下对能量检测和循环特性检测法进行了建模仿真，比较分析了这两种方法的检测性能。研究结果表明：在低信噪比的情况下，能量检测法检测正确率较低，检测性能远不如循环特征检测。 其次还详细的分析认知无线电的国内外研究现状及关键技术。详细阐述了频谱感知技术的研究现状和概念，并指出了目前频谱感知研究工作中受到关注的一些主要问题，围绕这些问题进行了深入研究。 关键词：感知无线电；频谱感知；匹配滤波器感知；能量感知；合作式感知；