[發明專利]一種認知分布式天線系統的頻譜拍賣方法

有效

• 申請號: 201610039805.6
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105578477B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 趙峰;姬四林;陳宏濱
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10;H04W72/08
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 楊雪梅

本發明公開了一種認知分布式天線系統的頻譜拍賣方法，該方法利用分布式天線為認知次用戶(SU)提供通信服務，建立認知分布式天線下頻譜拍賣模型，利用認知分布式天線技術優勢，通過分析不同分布式天線服務的不同SU之間干擾情況，使同一主用戶（PU）的授權頻段在多個SU之間復用，建立拍賣目標函數，在滿足認知分布式天線下SU之間干擾限制下最大化PU的收益，實現頻率復用。本方法的頻譜拍賣結合了具體的技術場景，比現有的頻譜拍賣方法更接近實際，便于擴展，并且結合了認知分布式天線系統的優勢，能有效控制次用戶間的干擾，相比于現有的頻譜拍賣方式，能使次用戶得到更好的通信質量，達到更高的頻譜利用率。

技術領域

本發明涉及認知無線電技術領域，具體涉及一種認知分布式天線系統的頻譜拍賣方法。

背景技術

面對無線通信業務需求增加和頻譜資源短缺的矛盾，認知無線電中的頻譜拍賣將主用戶 (PU)所擁有的授權頻帶通過拍賣分配給次用戶(SU)使用，提高頻譜利用率。現有的頻譜拍賣研究涉及到各方面，但卻未考慮將頻譜拍賣與其他技術結合，在某一具體場景下進行。

分布式天線作為一種多天線技術，可在不增加頻譜帶寬的前提下有效提高傳輸性能，提高頻譜利用率。現有的針對分布式天線的研究主要集中在對天線選擇，信道容量，天線位置設計等方面。

將分布式天線與認知無線電結合，通過天線分散放置，減小SU與基站之間的距離，降低SU的發射功率，能有效減小對主用戶PU的干擾。另外，覆蓋區域變大，可使SU更好的檢測到PU的授權頻帶，并且各SU之間可通過空分復用共用同一頻帶。由于兩者結合的技術優勢，引起學者的關注。Wendong Ge分析了光載分布式天線的認知無線電資源管理技術，Juntao Zhao針對基于分布式天線的SU系統，提出了分布式天線位置的設計方案，另外又通過天線選擇和功率分配來最大化SU的總和速率。Wei Feng提出了基于分布式天線頻譜共享的多用戶協作傳輸方案，但是卻未有對認知分布式天線系統進行頻譜分配的研究。結合上述問題，本發明提出一種在認知分布式天線系統下進行的頻譜拍賣方法。結合認知分布式天線和頻譜拍賣優勢，提高頻譜利用率。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提供一種認知分布式天線系統的頻譜拍賣方法，利用分布式天線為認知次用戶(SU)提供通信服務，建立認知分布式天線下頻譜拍賣模型，利用認知分布式天線技術優勢，通過分析不同分布式天線服務的不同SU之間干擾情況，使同一主用戶(PU)的授權頻帶在多個SU之間復用，建立拍賣目標函數，在滿足認知分布式天線下SU 之間干擾限制下最大化PU的收益，實現頻率復用。

實現本發明目的的技術方案如下：

一種認知分布式天線系統的頻譜拍賣方法，包括如下步驟：

(1)構建認知分布式天線系統模型，系統中同時存在PU和K個SU，其中SU需接入PU的授權頻帶通過分布式天線進行通信，PU通過拍賣將其授權頻帶分配給各分布式天線下的SU；分布式天線負責對SU信號的收發，通過中心處理單元對信號進行控制和處理；SU被不同分布式天線服務，通過空分復用，同一PU的授權頻帶可通過不同的分布式天線分配給不同的SU使用；

(2)雖然多個SU可通過空分復用共用同一頻帶，但相互干擾的SU不能贏得同一頻帶，因此通過分布式天線間的干擾情況對各SU進行干擾判斷，對各SU到各天線的距離設置干擾距離閾值，若小于給定閾值，則SU與被該天線服務的SU相互干擾，否則兩SU之間沒有干擾，由此構建各SUk和SUl之間的干擾矩陣C＝{c_kl}_K×K，其中k∈{1,2,...,K}， l∈{1,2,...,K}，若c_kl＝1，則SUk和l相互干擾，否則c_kl＝0；