[發(fā)明專(zhuān)利]基于共享頻譜接入的載波和功率聯(lián)合分配方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110385568.6
• 申請(qǐng)日: 2011-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102364973A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉濤;徐聰;孫騰;孫志國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H04W16/10
• 分類(lèi)號(hào): H04W16/10;H04W16/14;H04W72/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中功率注水算法、載波分配方法以及 功率迭代算法，特別適用于授權(quán)用戶(hù)存在或具有干擾容限約束時(shí)的共 享頻譜接入，目的是合理的分配認(rèn)知用戶(hù)的功率和授權(quán)用戶(hù)的頻譜， 提高頻譜資源的利用率。

背景技術(shù)

隨著第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)與高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，特別是對(duì)多媒 體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持，先進(jìn)的頻譜利用技術(shù)及頻譜分配算法對(duì)系統(tǒng)性能 的提高起到至關(guān)重要的作用。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)由于能夠充分利用授權(quán) 用戶(hù)的空閑頻譜，逐漸成為業(yè)界和各頻譜管理機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)。基于 認(rèn)知無(wú)線電的頻譜分配策略不僅能夠完成CR網(wǎng)絡(luò)中頻譜及功率資源 的合理分配，且對(duì)提高現(xiàn)有無(wú)線通信系統(tǒng)的頻譜資源利用率亦有重要 的理論意義。

動(dòng)態(tài)頻譜分配能夠利用授權(quán)用戶(hù)的可用頻譜，同時(shí)有效地限制和 降低沖突發(fā)生的可能。在正交頻譜接入中，每條信道或載波某一時(shí)刻 只允許一個(gè)認(rèn)知用戶(hù)接入，分配結(jié)束后，認(rèn)知用戶(hù)之間的通信信道是 相互正交的，即用戶(hù)之間不存在干擾(或干擾可以忽略不計(jì))。由于每 條信道只有一個(gè)用戶(hù)接入，當(dāng)授權(quán)用戶(hù)的工作狀態(tài)改變或是由于環(huán)境 變化導(dǎo)致授權(quán)用戶(hù)的干擾容限發(fā)生變化時(shí)，只需要一個(gè)或少數(shù)認(rèn)知用 戶(hù)調(diào)整相關(guān)的傳輸參數(shù)即可。因此，正交式頻譜接入具有較低的系統(tǒng) 復(fù)雜度和響應(yīng)時(shí)間，外部環(huán)境的變化對(duì)認(rèn)知用戶(hù)的工作狀態(tài)影響不 大，但卻是以犧牲用戶(hù)效用為代價(jià)的。

在共享頻譜接入中，認(rèn)知用戶(hù)同時(shí)接入授權(quán)用戶(hù)的多條信道或載 波，用戶(hù)除需考慮授權(quán)用戶(hù)的干擾容限外，還需要考慮來(lái)自其它用戶(hù) 的干擾。在這種情況下，認(rèn)知用戶(hù)可以使用全部可用信道，通過(guò)類(lèi)似 “擴(kuò)頻”的形式傳輸信息，但當(dāng)外部環(huán)境變化時(shí)，所有用戶(hù)的傳輸參數(shù) 均需隨之調(diào)整，對(duì)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性和實(shí)時(shí)性要求很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于避免正交頻譜接入中用戶(hù)效用較低的現(xiàn)狀，提 供了一種基于共享頻譜接入的載波和功率聯(lián)合分配方法。本發(fā)明完全 解決了共享頻譜接入時(shí)填充式和下墊式模式下的載波和功率分配問(wèn) 題，提高了頻譜資源的利用率，為認(rèn)知無(wú)線電中的頻譜分配提供了新 思路。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

基于共享頻譜接入的載波和功率聯(lián)合分配方法，通過(guò)將頻譜感知 和信道估計(jì)獲得的載波狀態(tài)信息，根據(jù)接入方式的不同選擇合適的載 波在認(rèn)知用戶(hù)間進(jìn)行分配，其特征在于包括步驟如下：

(1)建立認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，認(rèn)知用戶(hù)數(shù)與授權(quán)用戶(hù)信道數(shù)分別為N 和M，授權(quán)用戶(hù)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(quán)用戶(hù)的第k條信道，且k＝1，2，…，M；

(2)判斷網(wǎng)絡(luò)接入模式，如果允許認(rèn)知用戶(hù)接入處于工作狀態(tài)的 授權(quán)信道，則為下墊式頻譜接入，轉(zhuǎn)入步驟(5)；否則，為填充式頻譜 接入，順序執(zhí)行步驟(3)；

(3)根據(jù)認(rèn)知用戶(hù)的效用函數(shù)和拉格朗日最優(yōu)法，求得任一認(rèn)知 用戶(hù)在任一空閑信道上t時(shí)刻的傳輸功率(k∈//)，其中i為第i 個(gè)認(rèn)知用戶(hù)，且i＝1，2，…，N；