认知无线电网络中访问非连续频谱的系统功率最小化

由于各种场景，例如：次要用户避开电视白空间中的主要用户；商业与军事系统之间预期的频谱共享；以及非授权频段中非协调干扰者之间的频谱共享，使用非连续频谱块进行无线传输变得越来越重要。多信道多无线电 (MCMR) 平台和非连续正交频分多址 (NC-OFDMA) 技术是访问这些非连续频谱块的两种商业可行的传输选择。固定的 MC-MR 由于其固定的支持射频前端集合，无法随非连续频谱块数量的增加而扩展。NC-OFDMA 允许节点访问这些非连续频谱块，并在剩余块中置零子载波。然而，子载波置零增加了采样率（频谱跨度），进而增加了射频前端的功耗。我们的工作从跨层角度刻画了这种权衡，具体展示了 ADC/DAC 功耗与采样率曲线的斜率如何影响多跳网络中的调度决策。具体而言，我们提供了一种基于分支定界算法的混合整数线性规划解决方案，该方案执行联合功率控制、频谱跨度选择、调度和路由，以最小化多跳 NC-OFDMA 网络的系统功率。我们还提供了一种低复杂度 ($O(E^2 M^2)$) 的贪心算法，其中 $M$ 和 $E$ 分别表示信道数和链路数。数值模拟表明，与经典的基于发射功率最小化的跨层算法相比，我们的方法将系统功率降低了 30%。