[發明專利]一種基于感知和迭代搜索的聯合功率分配方法

在審

• 申請號: 201410198396.5
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN103957599A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 石宇;陳智;李躍峰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W72/08
• 分類號: H04W72/08
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

技術領域

本發明屬于移動通信技術領域，尤其涉及一種認知中繼系統中認知發射端和認知中繼端功率聯合分配的優化方法。

背景技術

認知中繼因其雙工方式可以分為半雙工中繼和全雙工中繼兩種。半雙工中繼需要分別在兩個正交的信道或者不同的時間片上接收和發送信號，而全雙工中繼的接收和發送在相同的頻譜資源上同時進行。

雖然全雙工中繼存在自身的自干擾問題，但是已有的工作證明在進行了充分的物理隔離和干擾消除(包括模擬信號域和數字信號域)之后，全雙工中繼可以得到很好應用，這就使得全雙工中繼相對半雙工中繼來說可能消耗更少的資源，頻譜利用率有更大的提高。特別是針對單個用戶時，半雙工中繼由于可能存在一個時隙的空閑，造成了50％的資源損耗。相較之下，全雙工中繼因其全雙工增益，可以提供較半雙工更好的性能。引入了全雙工中繼后，雖然系統頻譜效率可能進一步得到提高，但是在認知系統中如何合理的分配認知發射端和全雙工認知中繼端的發射功率就變成的了需要深入研究的問題。

全雙工中繼從轉發方式上主要可以分為譯碼轉發型(Decode-Forward，DF)和放大轉發型(Amplify-Forward，AF)兩種。現有的成果主要對全雙工DF認知中繼系統的功率分配方法和其中斷概率進行了分析，并且其仿真結果說明全雙工認知中繼性能相比半雙工認知中繼確實可以使系統有較大提升。但是DF類型的全雙工中繼在實際應用中存在一些弊端。全雙工DF中繼需要先對接收到的發射端的信號進行譯碼處理然后再轉發給接收端，這一過程對硬件系統有較高要求，存在譯碼過程造成的不理想時延，還需要認知發射端和認知中繼使用共同的碼本，這對于通信中的安全性會產生很大隱患，而且若是在認知中繼端譯碼發生錯誤，就會產生誤碼傳輸，嚴重影響通信系統性能。相對于復雜的DF類型全雙工中繼，AF類型的全雙工中繼對信號處理過程更為快速簡單，僅是對接收到的信號進行放大處理，然后轉發給認知接收端，不存在誤碼傳輸的可能，而且全雙工DF中繼面臨的安全性問題在全雙工AF中繼系統中也不存在，加之在全雙工DF認知中繼系統中得到的結果不能簡單的套用到全雙工AF認知中繼系統中，因此對于全雙工AF認知中繼系統的研究很有必要。

在認知網絡可以獲得干擾信道的瞬時信息h_cp和h_rp時，為了保證認知網絡中認知發射端和認知中繼的發射功率不影響主網絡中合法注冊用戶，即主用戶的正常通信，它們的發射功率需要滿足如下限制：P_I＝p_cg_cp+p_rg_rp≤I_th，其中，p_c和p_r分別為認知發射端和認知中繼的發射功率，g_cp和g_rp分別為干擾信道瞬時增益，I_th為主用戶可以忍受的最大干擾功率。