[發(fā)明專利]一種基于微分博弈的認(rèn)知無線電系統(tǒng)功率控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010615209.0
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102075267A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林大澤;張永德;周賢偉;黃秋香;張鳴魯;李永芳;張龍;劉濤;吳華怡;鄧宇
• 申請（專利權(quán)）人: 青海西部礦業(yè)科技有限公司
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04W16/14;H04W52/24
• 代理公司: 西寧金語專利代理事務(wù)所 63101
• 代理人: 哈慶華

1.一種基于微分博弈的認(rèn)知無線電系統(tǒng)功率控制方法，其特征在于所述的功率控制方法包括如下步驟：

1)?認(rèn)知無線電系統(tǒng)模型的構(gòu)建

假設(shè)主用戶primary?user采用FDMA或TDMA多址方式，對于授權(quán)頻譜資源，主用戶不可能連續(xù)利用，故易產(chǎn)生可被認(rèn)知用戶重新利用的頻譜空穴；假設(shè)位于該小區(qū)的n個認(rèn)知用戶組成以基站為中心的CR系統(tǒng)，認(rèn)知用戶集合為????????????????????????????????????????????????；在時間內(nèi)，認(rèn)知用戶采用CDMA多址方式共享一段頻譜空穴，處于靜止或低速移動狀態(tài)；在時刻，認(rèn)知用戶()的信干比SIR表示為，其中，為時刻認(rèn)知用戶的發(fā)射功率，，認(rèn)知用戶的最大發(fā)射功率是認(rèn)知用戶與CR系統(tǒng)基站距離的單調(diào)遞增函數(shù)，假設(shè)，為功率調(diào)整因子，，其中?為CR系統(tǒng)小區(qū)半徑，由認(rèn)知用戶感知外部環(huán)境獲得；為認(rèn)知用戶與CR系統(tǒng)基站間的信道增益，，其中為常量，取值范圍為；為CR系統(tǒng)基站背景噪聲功率且為常量；為擴(kuò)頻帶寬，為信息傳輸速率，則擴(kuò)頻處理增益為；認(rèn)知用戶保證QoS的目標(biāo)SIR為，則要求；假設(shè)在AWGN信道或瑞利衰落信道下，時刻認(rèn)知用戶的吞吐量為，其中，為常量；為保證認(rèn)知用戶產(chǎn)生的干擾不對主用戶造成影響，認(rèn)知用戶在時刻發(fā)射功率應(yīng)滿足平均功率門限要求：；

2)?功率削減代價函數(shù)與功率輻射危害代價函數(shù)的設(shè)計

考慮認(rèn)知用戶的不同，引入2個代價函數(shù)和；

為時刻認(rèn)知用戶的功率削減代價函數(shù)，表示為，為功率削減因子且；認(rèn)知用戶對主用戶及其他認(rèn)知用戶造成的干擾影響表示為功率輻射危害代價函數(shù)，記為，其中，為功率輻射危害代價因子且，為時刻累積功率輻射量；

3)?功率控制微分博弈模型的構(gòu)建

將功率輻射危害代價函數(shù)中理解為微分博弈的狀態(tài)變量；認(rèn)知用戶的瞬時支付為，其中，為認(rèn)知用戶的控制；認(rèn)知用戶的支付函數(shù)為，其中，為貼現(xiàn)率；將2個代價函數(shù)代入式(5)，得；狀態(tài)變量滿足微分方程，其中，為功率輻射吸收因子且；

4)?反饋納什均衡的求解

對于非合作功率控制微分博弈模型，為便于求解，放寬博弈時間間隔，討論無限水平微分博弈，令；假設(shè)為反饋納什均衡解析解，存在連續(xù)可微函數(shù)，，由微分博弈理論，可得微分方程；做最小化處理，得；將代入上述微分方程，得；求微分方程，得；進(jìn)一步有；則非合作功率控制微分博弈反饋納什均衡解為；認(rèn)知用戶的SIR為；系統(tǒng)總吞吐量為。