基于SIR平衡的CDMA分布式功率控制算法研究

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在第三代移动通信系统中主要采用的是CDMA (码分多址)技术,即采用不同的扩频码字来区分用户,但是实际上要想使扩频码完全正交是不可能的,所以用户之间的互相干扰是时刻存在的,所以CDMA系统是一个干扰受限系统。同时由于近处大功率用户会对远处小功率用户产生很强的干扰,即系统中还存在的远近效应问题。功率控制作为克服远近效应、降低多址干扰的核心技术之一,值得我们去进一步研究,本文主要针对基于SR(信干比)平衡的CDMA分布式功率控制算法进行研究与分析。首先,简单的介绍了CDMA系统以及其中运用的功率控制算法,对传统经典算法:DPC(Distributed Power Control)、FDPC(Fully Distributed Power Control)、PPC(Parameter Power Contro1)等进行了仿真研究,发现它们在迭代过程中功率浮动过大,从而造成了很大的功率资源浪费,并且算法收敛速度较慢。随着非合作博弈功率控制算法的提出,运用博弈论来解决功率控制问题也成为了功率控制的又一发展方向。经过对David Goodman等人提出了NPG(non-cooperative power control game)算法和NPGP(non-cooperative power control game via pricing)算法的研究发现,其存在收敛功率较大,而且公平性方面存在很大的缺陷。其次,针对上述算法的缺点,本文考虑用户之间的干扰以及信干比(SR)误差提出一种改进的代价函数,并证明了由新代价函数构成的新算法NASH均衡的存在性和唯一性。仿真结果表明算法在公平性方面有了很大改善,并且能够加快算法收敛速率以及降低收敛功率。最后,对于飞速发展的多媒体数据业务,只依赖功率控制是不能够满足用户QoS (Quality of Service)需求的,速率控制也是影响系统性能的重要技术,所以考虑在改进算法的基础上加入了速率控制,通过仿真验证了算法性能。
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