系统效益最大化的无线自组网络分布式功率控制研究

在用户密集型无线自组网络中，用户间的共信道干扰严重影响吞吐量、传输延迟等网络性能。分布式功率控制作为一种能有效抑制无线自组网中共信道干扰的机制备受重视。于此同时，随着无线宽带数据服务的普及，相关研究趋于采用系统效益函数来衡量网络性能。因此，设计一个最大化系统效益的分布式功率分配算法具有重大的科研和应用价值。但是，目前的功率分配算法只适用于某些特殊的系统效益函数，因此无法满足应用层服务质量要求的多样性。基于这些考虑，本项目旨在设计一个分布式、低复杂度并能适用于各类系统效益函数的功率分配算法。与现有算法相比，我们设计的算法具有如下三个明显优势：1）算法能有效地最大化任意系统效益；2）算法具有很强的鲁棒性，即算法允许各用户异步更新其功率，同时不受部分用户交互信息丢失的影响；3）算法具有线性收敛速度。更为重要的是，本项目的研究成果普遍适用于大多数网络资源分配优化问题，因此具有重要的方法论意义。

在用户密集型无线自组网络中，用户间的共信道干扰严重影响吞吐量、传输延迟等网络性能。传输功率控制作为一种能有效抑制无线自组网中共信道干扰的机制备受重视。然而，因为传输功率优化问题的高度非凸性，系统效益最大化的最佳传输功率很难实现。本项目负责人尽管在前期工作提出了能够普遍适用于各类系统效益衡量的最佳功率控制算法，但是作为一个集中式的功率控制算法很难应用于无线自组网络。因此，本项目的主要贡献是设计了一个分布式、低复杂度并能适用于各类系统效益函数的最佳功率控制算法（GLAD算法）。同时，本项目相关研究证明我们设计的分布式功率控制算法可以很快收敛到最佳功率控制，而且收敛特性与系统效益函数的形式没有关系。另外，考虑到算法的实用性，本项目进一步研究交互信息减少对算法性能的影响，结果显示交互信息减少并未影响算法的收敛性能。最后，考虑到无线信号传输距离的有限性，本项目研究发现算法实现的系统效益取决于交互信息传播的范围。 因此，本项目的研究成果可为下一代移动通信网络中复杂的系统效益最大化的功率控制分布式实现提供一些指导意见。. 围绕着无线自组网络中分布式功率控制算法设计、分析、改进这些重要问题展开研究，超额完成了研究计划，取得了一系列有特色的创新性成果。三年来，共完成SCI收录论文7篇，EI收入论文6篇，其中IEEE Transactions on Communications 1篇, IEEE Transactions on Wireless Communications 1篇, IEEE Journal on Selected Areas in Communications1篇，IEEE Transactions on Vehicular Technology1篇，IEEE Communications Letters 2篇，IEEE System Journal 1篇，IEEE Wireless Communications Letters 1篇，其余为国际通信会议论文。这些论文被他人引用65次，最高单篇他引22次。获得一项国际学术奖，一项地区学术奖以及一项厅局级科研成果奖。同时，2人次参加了2次国际通信会议进行学术交流以及多人多次参加国内举办的国际通信会议并作大会报告。

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