MATLAB实现认知无线电注水功率分配算法

资 源 简 介

本项目提供基于MATLAB的注水功率分配算法实现，用于认知无线电系统中多子信道的功率动态分配。算法在满足主用户干扰约束和总功率限制的条件下，最大化系统总容量，帮助次用户高效利用频谱资源。代码结构清晰，便于集成和扩展。

详 情 说 明

认知无线电注水功率分配算法实现

项目介绍

本项目实现了认知无线电系统中的注水功率分配算法，通过凸优化方法在多个子信道间动态分配发射功率。算法在满足主用户干扰约束和总功率限制的条件下，最大化系统总容量，确保次用户能够高效且合规地利用频谱资源。

功能特性

• 最优功率分配：基于注水原理，计算各子信道的最优发射功率
• 多约束处理：同时考虑总功率约束和干扰温度约束
• 容量最大化：以系统总容量最大化为优化目标
• 收敛性检测：实时监控算法收敛状态，确保求解可靠性
• 性能分析：输出各子信道信噪比分布和系统可达总容量

使用方法

输入参数

1. 信道增益向量：1×N数组，表示N个子信道的增益系数
2. 总发射功率约束：标量，表示发射端总功率上限
3. 干扰温度约束向量：1×N数组，定义各子信道对主用户的最大允许干扰
4. 噪声功率谱密度：标量或1×N数组，表示背景噪声功率

输出结果

1. 最优功率分配向量：1×N数组，单位瓦特
2. 系统可达总容量：标量，单位比特/秒
3. 算法收敛状态：布尔值，指示求解是否成功
4. 子信道信噪比分布：1×N数组，反映各信道质量

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 优化工具箱（用于凸优化求解）

文件说明

主程序文件实现了完整的注水功率分配算法流程，包括输入参数验证、约束条件处理、优化问题建模、迭代求解机制以及结果输出功能。该文件整合了信道增益分析、干扰约束转换、功率水位计算等核心模块，通过系统化的优化框架确保算法的高效执行和可靠性验证。