[發明專利]一種基于接收機干擾的認知無線電網絡OFDM頻譜分配方法

無效

• 申請號: 200810047781.4
• 申請日: 2008-05-19
• 公開（公告）號: CN101286807A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 劉干;周亮;周鑫;朱光喜;馬莉;朱旭
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04L27/26
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明屬于認知無線電網絡中的頻譜資源管理技術，涉及認知無線電網絡頻譜分配方法，具體為一種基于接收機干擾的認知無線電網絡OFDM(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，正交頻分復用)頻譜分配方法。

技術背景

智能無線認知網絡能通過主動地感知無線頻譜使用、認知無線環境、自適應地重配置網絡資源、工作模式與參數，進而實現與周邊無線網絡協同工作的目標。因此，具有認知無線電能力、重配置能力的新一代智能認知無線網絡成為研究重點。

認知無線電網絡由預先占用某些信道的一級用戶和擇機使用空閑信道的二級用戶組成。在基于圖論的認知無線電網絡的頻譜分配研究中，將認知用戶組成的網絡拓撲結構抽象成圖。圖中的每一個頂點代表一個無線用戶，每一條邊表示一對頂點間存在沖突或者干擾。傳統的基于圖論的認知無線電網絡頻譜分配算法采用的是發射機干擾模型，在這種模型中，干擾限制定義為一對發射機之間的復用距離，在復用距離內，該對發射機不能復用同一信道。

然而，發射機干擾模型存在著許多不足。首先，發射機干擾模型忽略了用戶接收機處的干擾，而頻譜分配中的共道干擾問題實際上是在接收機處發生的。其次，發射機干擾模型的干擾限制是一種“二元限制”，即只考慮兩個用戶之間的相互關系，而在實際系統中，某用戶受到的干擾是在干擾范圍內其它所有用戶的干擾疊加。再次，發射機干擾模型沒有考慮不同的發射機對應的接收機可能具有不同的信干比門限。最后，發射機干擾模型是一種“二進制模型”，頻譜分配沖突圖是兩個頂點間的沖突取值定為0或1的無向圖。因此，發射機干擾模型無法準確地建模認知無線電網絡頻譜分配問題。

傳統的基于圖論的認知無線電網絡OFDM頻譜分配算法[參見C.Peng，H.Zheng，B.Y.Zhao.Utilization?and?fairness?in?spectrum?assignment?foropportunistic?spectrum?access，Mobile?Networks?and?Applications(MONET)，2006]是基于發射機干擾模型，因而不夠準確。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于接收機干擾的認知無線電網絡OFDM頻譜分配方法，該方法可以準確地建模認知無線電網絡頻譜分配問題，同時在認知無線電網絡中有效地進行頻譜分配。

本發明提供的基于接收機干擾的認知無線電網絡OFDM頻譜分配方法，其步驟包括：

步驟(1)：按照下述過程進行初始化：

(1.1)確定系統參數，包括一級用戶數M，二級用戶數N，可用信道數K，發射功率矩陣P和信號噪聲干擾比門限矩陣Г；

其中，發射功率矩陣P＝{p_ik|p_ik≥0}_(N+M)×K，p_ik表示如果將信道k分配給用戶i，用戶i在信道k上的發射功率；用戶i由處于不同位置的一對發射機T_i和接收機R_i組成，i表示用戶的序號；

信號噪聲干擾比門限矩陣Г＝{γ_ik|γ_ik≥0}_(N+M)×K，γ_ik表示用戶i在信道k上的信號噪聲干擾比門限；

(1.2)通過測量或估計得到鏈路增益矩陣G，背景噪聲矩陣Q

鏈路增益矩陣G＝{G_ij|G_ij≥0}_(N+M)×(N+M)，G_ij表示發射機T_i和接收機R_j之間的鏈路增益；

背景噪聲矩陣Q＝{q_ik|q_ik≥0}_(N+M)×K，q_ik表示接收機R_j在信道k上的背景噪聲；

(1.3)計算出效益矩陣B，沖突矩陣C，抗干擾余量矩陣E；

效益矩陣B＝{b_ik|0≤b_ik}_(N+M)×K，b_ik＝ln(1+γ_ik)表示用戶I如果使用信道k傳輸能夠獲得的效益；