基于NC⁃OFDM系统的快速资源分配算法

叶中付，王鹏宇，杨会超，王 勇

（1.中国科学技术大学信息科学技术学院，合肥 230027；2.国防科技大学电子对抗学院，合肥 230037）

引 言

无线频谱是不可再生的宝贵资源，大量研究表明［1⁃3］，在静态频谱分配策略下，全球频谱资源利用呈现出高度的不均衡，非授权频段的占用拥挤与授权频段的大量频谱空洞（Spectrum hole）并存，整体频谱资源浪费严重。认知无线电技术通过在不影响已接入用户通信质量的前提下对授权频谱的二次利用，提高了频谱利用率，有效缓解了用户数量剧增与频谱资源短缺的矛盾［4⁃5］。

非连续正交频分复用（Non⁃continuous orthogonal frequency division multiplexing，NC⁃OFDM）技术是传统正交频分复用（Orthogonal frequency division multiplexing，OFDM）技术的改进。NC⁃OFDM通过认知无线电（Cognitive radio，CR）技术感知通信环境中的频谱占用情况，使认知用户只占用空闲频段进行通信，并在授权用户开始使用该频段时立即退出，实现认知用户与授权用户的频谱共享。

资源分配是多信道无线通信系统的一项关键任务，通信系统根据子信道的信道状况分配功率资源与比特资源，以降低发射功率、增加系统容量或降低误比特率［6］。文献［7］改进了传统的Fischer算法［8］，通过计算子信道可传输信息的最大噪声门限，一次性排除了所有不可用的子信道，并在比特分配时采用次优思想进行调整优化，降低了资源分配问题求解的复杂度。文献［9］以功率最小化为目标，将资源分配问题转化为注水问题，利用注水性质快速调整注水线，实现了比特率与误比特率约束下的快速资源分配。文献［10］从噪声功率出发，提出了在认知环境下的线性注水法。……