[發明專利]基于共享頻譜接入的載波和功率聯合分配方法

無效

• 申請號: 201110385568.6
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN102364973A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發明（設計）人: 劉玉濤;徐聰;孫騰;孫志國
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10;H04W16/14;H04W72/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于共享頻譜接入的載波和功率聯合分配方法，通過將頻譜 感知和信道估計獲得的載波狀態信息，根據接入方式的不同選擇合適 的載波在認知用戶間進行分配，其特征在于包括步驟如下：

(1)建立認知無線網絡，認知用戶數與授權用戶信道數分別為N 和M，授權用戶在各條信道上的干擾容限為I_k，初始化干擾容限因子 η_k(0)＝0，其中k為授權用戶的第k條信道，且k＝1，2，…，M；

(2)判斷網絡接入模式，如果允許認知用戶接入處于工作狀態的 授權信道，則為下墊式頻譜接入，轉入步驟(5)；否則，為填充式頻 譜接入，順序執行步驟(3)；

(3)根據認知用戶的效用函數和拉格朗日最優法，求得任一認知 用戶在任一空閑信道上t時刻的傳輸功率(k∈//)，其中i為第i 個認知用戶，且i＝1，2，…，N；

(4)通過迭代公式pik(t+1)=max(0,μi(t+1)-σ2+Σj≠ipjk(t)|Hj,i|2K|Hi,i|2)]]>求得各認知用戶的功率分配結果，進而得到各用戶的吞吐率，其中 μ_i(t+1)為t+1時刻的注水線，表示增益干擾比， 完成填充式下的基于共享頻譜接入的載波和功率分配；

(5)初始化t時刻認知用戶在各條信道上的傳輸功率

(6)對認知用戶i，調用基于下墊式頻譜接入的功率注水算法求 得t+1時刻的注水線μ_i(t+1)，進而求得功率對偶因子λ_i(t+1)與功率 分配結果(k＝1，2，…，M)；

(7)判斷t+1時刻與t時刻功率差值的絕對值是否滿足誤差需求， 如果大于或等于誤差控制因子ε₁則返回步驟(6)；反之，則根據公式 ηk(n+1)=max{0,ηk(n)-αn(Ik-Σj=1Npjk(n+1)|Hj,0k|2)}]]>求得干擾容限對偶 因子η_k(n+1)；

(8)判斷n+1時刻與n時刻干擾容限對偶因子差值的絕對值是否 小于誤差控制因子ε₂，如果不是，則返回步驟(5)；如果是，則輸出各 認知用戶的功率分配結果，進而得到各用戶的吞吐率，完成下墊式下 的基于共享頻譜接入的載波和功率分配。

2.根據權利要求1所述的基于共享頻譜接入的載波和功率聯合 分配方法，其特征在于：步驟(6)中的基于下墊式頻譜接入的功率注 水算法包括以下步驟：

(6.1)根據下式計算認知用戶效用：

maxpjU=Σj=1Mblog2(1+Kγj)]]>

s.t.Σj=1Mpj≤P,pj≥0]]>

σ2+pj|Hj,0|2≤Ij∀j∈//]]>且載波j未空閑

其中，b為信道帶寬；p_j為子載波j上的認知用戶發射功率；|H_j，0|²表 示認知用戶的發射信號在子載波j上到監測點的信道增益；在空閑信 道上，認知用戶的功率分配不受干擾容限的約束；

(6.2)由認知用戶的效用函數和拉格朗日最優法可得其功率分配 情況為：

pj=min(Ij-σ2|Hj,0|2,(μ-gj-1)+)]]>

其中，表示授權用戶的干擾容限且(x)^-＝max(x，0)；μ為注水線， 且λ為拉格朗日因子；g_j表示增益干擾比，且由該式可知，只要求的注水線，即可以得到功率分配的結果；為實現 此目標，將增益干擾比按其倒數的升序排列；

(6.3)當認知用戶的效用最優時，應有由步驟(6.2)中的 公式可知功率p_j為注水線μ的函數，因此，約束條件可以表示為：

f(μ)=Σj=1Mpj-P=Σj=1Mmin(Ij-σ2|Hj,0|2,(μ-gj-1)+)-Pi]]>

設求得函數f的值

(6.4)判斷函數是否大于0，如果是則表示分配的功率大于 認知用戶的總功率，應該置M＝M-1并返回步驟(6.3)繼續求解注水線； 反之，則表示滿足總功率限制，順序執行下一步；

(6.5)認知用戶實際使用的載波數為num＝M，根據函數f(μ)＝0及 注水線取值區間求得注水線的值。