[發明專利]一種基于空間復用的認知系統資源分配方法

有效

• 申請號: 201010230225.8
• 申請日: 2010-07-19
• 公開（公告）號: CN101925070A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 榮玫;廖學文;朱世華;任品毅
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W72/08;H04W72/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于空間復用的認知系統資源分配方法，其特征在于，按照如下步驟：

(1)建立多天線多用戶認知無線電網絡，該無線電網絡包括主系統和認知系統；所述主系統是集中式系統、蜂窩系統、頻分雙工的下行頻段或時分雙工的下行時隙；所述認知系統為分布式的系統，其中有多個認知通信用戶對；

(2)認知系統中每個節點對當前的某一信道進行感知，認知通信用戶對內的兩個用戶之間進行感知信息的交互；

(3)根據收集到的感知信息，多個認知通信用戶對中的發射節點交互各自通信鏈路的信道矩陣的F范數，同時這些用戶將收到的信道矩陣的F范數進行排序，將前K_opt個最大的F范數所屬的通信對標識為候選認知通信對；

(4)屬于候選認知通信對中發射節點的用戶將其對主用戶的干擾矩陣進行奇異值分解，得到干擾矩陣的零空間，并將其通信對的通信鏈路的信道矩陣投影在相應的干擾矩陣的零空間上；

(5)計算候選認知通信對進行投影后的信道矩陣的F范數，各候選認知通信對的發射節點將計算結果進行交互，候選發射節點對這些值進行排序，投影后的信道矩陣的F范數最大的通信對進行最終的資源占用和數據傳輸；

(6)應用注水原理，為選中的F范數最大的通信對的每個子信道進行功率分配，最大化認知系統和速率。

2.如權利要求1所述一種基于空間復用的認知系統資源分配方法，其特征在于，所述步驟(1)多天線多用戶認知無線電網絡是指：主系統為集中式的系統，授權用戶個數為K_p，每個授權用戶有N_p根天線；認知用戶對個數為K_c，且構成了K_c個通信對，每個通信對中有兩個認知用戶：CU_k和CU_ka，其中CU_k為發射節點，CU_ka為接收節點，另外，每個認知用戶有N_c根天線，授權基站天線數為M；

假設N_c≥N_p+1，假設某一時刻某一頻段上只有一個授權用戶接入，多個授權用戶接入的情況可以由此進行擴展；

如果認知網絡希望使用授權用戶所在頻段進行通信，設第k個認知用戶對發射端發送的信號為x_k；設此時基站向授權用戶發射的信號為s。G為授權基站與授權用戶之間的傳輸信道矩陣，H_C，1為CU₁與CU_1a間的傳輸信道矩陣，H_C，2為CU₂與CU_2a間的傳輸信道矩陣，H_C，k為CU_k與CU_ka間的傳輸信道矩陣；G_I，1、G_I，2和G_I，k分別為授權基站到CU_1a、CU_2a和CU_ka間的干擾信道矩陣；H_I，1、H_I，2和H_I，k分別為CU₁、CU₂和CU_k與授權用戶間的干擾信道矩陣；授權用戶接收到的信號為

r＝Gs+H_I，kx_k+n????(1)

第k個認知用戶對接收端收到的信號為

y_k＝H_C，kx_k+G_I，ks+z_k????(2)

其中，其中G、H_C，1、H_C，2和H_C，k為數據鏈路信道矩陣，G_I，1、G_I，2、G_I，k、H_I，1、H_I，2和H_I，k為干擾鏈路信道矩陣，n和z_k分別表示授權用戶和第k個認知用戶對接收端收到的加性高斯白噪聲。