[發明專利]基于頻譜填充的認知OFDM網絡自適應資源分配方法

有效

• 申請號: 201410081222.0
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103857046B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 徐雷;唐振民;楊余旺;李亞平;蘭少華;張小飛
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04L27/26
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種基于頻譜填充的認知OFDM網絡自適應資源分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，認知基站檢測頻譜空洞和空閑子載波上的噪聲功率；

步驟2，認知基站獲取各認知用戶信道狀態信息和實時業務傳輸速率需求；

步驟3，認知基站采用量子粒子群方法對基于頻譜填充的認知OFDM網絡中的頻率和功率資源進行分配，包括以下步驟：

步驟3.1，認知基站初始化量子粒子群方法的參數；

步驟3.2，初始化種群中的每個粒子位置向量，該位置向量包括頻率和功率資源；

步驟3.3，確定種群中每個粒子的適應值和種群中適應度最小的粒子；

步驟3.4，根據每個粒子位置向量和適應度最小的粒子位置向量重新確定種群中每個粒子的位置；

步驟3.5，重復步驟3.3～步驟3.4N_g次，輸出頻率和功率資源分配的最優解，N_g表示量子粒子群方法的迭代次數。

2.根據權利要求1所述的基于頻譜填充的認知OFDM網絡自適應資源分配方法，其特征在于，步驟1所述的認知基站檢測頻譜空洞和空閑子載波上的噪聲功率，具體為：基于頻譜填充認知OFDM網絡中的認知基站檢測授權網絡中的無線頻譜資源，經過認知基站中的信息處理模塊分析獲得當前授權網絡中的頻譜利用狀態信息，形成能夠表征頻譜空洞的有效參數和反映頻譜空洞的頻譜檢測報告，認知基站將頻譜檢測報告通過廣播的方式發送給基于頻譜填充認知OFDM網絡中的認知用戶，認知基站根據頻譜空洞的檢測報告檢測空閑子載波上的噪聲功率。

3.根據權利要求1所述的基于頻譜填充的認知OFDM網絡自適應資源分配方法，其特征在于，步驟2所述的認知基站獲取各認知用戶信道狀態信息和實時業務傳輸速率需求，具體為：認知用戶通過認知終端的信息處理模塊估計基于頻譜填充認知OFDM網絡下行鏈路前一OFDM符號的信道狀態信息，認知用戶通過基于頻譜填充認知OFDM網絡上行鏈路將估計的信道狀態信息反饋給認知基站，認知用戶通過基于頻譜填充認知OFDM網絡上行鏈路將實時業務傳輸速率需求反饋給認知基站。

4.根據權利要求1所述的基于頻譜填充的認知OFDM網絡自適應資源分配方法，其特征在于，步驟3.1所述的認知基站初始化量子粒子群方法的參數，具體為：

(1)初始化量子粒子群方法種群中粒子數目N_p且N_p∈[500，600]、量子粒子群方法的迭代次數N_g且N_g∈[1000，1200]、時刻t認知用戶m在子載波k上的子載波分配指示變量且時刻t認知用戶m在子載波k上的功率分配指示變量且

(2)采用公式(1)確定時刻t認知用戶m在子載波k上傳輸速率

$b_{m,k}^t=\frac{W}{K}{\log }_2(1+\frac{p_{m,k}^t{h}_{m,k}^t}{N_0})---\left(1\right)$

式(1)中，W表示基于頻譜填充的認知OFDM網絡帶寬，K表示基于頻譜填充的認知OFDM網絡子載波數目，N₀表示子載波上的噪聲功率，表示時刻t認知用戶m在子載波k上信道增益；t表示時間索引，m表示認知用戶索引，k表示子載波索引；

(3)初始化第gen次迭代時第i個粒子的最好位置向量和第gen次迭代種群中所有粒子的最好位置向量初始化迭代次數序號gen＝1。