[發明專利]一種認知無線電網絡中多信道功率帶寬聯合分配方法

有效

• 申請號: 201710282471.X
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107040323B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 范戎飛;靳松;陳文;安建平;王愛華;苗權
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04B17/345
• 分類號: H04B17/345;H04B17/382;H04W16/14;H04W72/04;H04W72/08
• 代理公司: 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鮑文娟

1.一種認知無線電網絡系統，其特征在于：包括一個具有授權頻譜的主用戶以及一對需要傳輸信息的次級用戶；其中，次級用戶又包括次級用戶發送端和次級用戶接收端；對于次級用戶發送端，其包含信道狀態測量模塊、功率帶寬決策模塊、信息傳輸模塊；

認知無線電網絡系統中各組成模塊的連接關系如下：

信道狀態測量模塊和功率帶寬決策模塊相連，功率帶寬決策模塊與信息傳輸模塊相連；

認知無線電網絡系統中各組成模塊的功能如下：

信道狀態測量模塊的功能是通過次級用戶之間的信令交互獲得傳輸信道的信道增益，同時利用通過歷史數據估算得到干擾信道的統計信息；功率帶寬決策模塊的功能是通過引入拉格朗日乘子，求解含有帶寬約束、通信時間內功率約束和相干時間內干擾約束的優化問題得到最優的資源分配方案以實現最大遍歷容量；信息傳輸模塊的功能是執行所得的資源分配方案，向次級用戶接收端發送傳輸的信息；

次級用戶采用頻譜襯墊模式動態接入主用戶的頻譜；主用戶的可用頻譜可被劃分為N個子信道，其組成了集合并且每個子信道的帶寬均在一個相干帶寬內且為W；發射方的次級用戶可以通過OFDM中的子載波分配，以一定比例占用每個信道，實現同時在N個信道下傳輸；這里對于信道xn為占用該信道帶寬的比例，xn∈[0，1]；信道的狀態在相干時間內是穩定的，且信道之間的增益是獨立同分布的；次級用戶的整個通信過程會包含著多個相干時間，并且次級用戶的通信時長涵蓋遍歷過程。

2.一種認知無線電網絡中多信道功率帶寬聯合分配方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：次級用戶發送端設定發射功率限制和帶寬約束；

步驟2：次級用戶發送端在信道狀態測量模塊中通過與次級用戶接收端的信令交互和對歷史數據的估算獲得信道狀態信息；

步驟3：次級用戶發送端設定軟干擾約束；

步驟4：次級用戶發送端在功率帶寬決策模塊中引入拉格朗日乘子聯合分配功率和帶寬實現平均傳輸速率最大化；

步驟5：次級用戶發送端利用解析方法求解問題在固定拉格朗日乘子情況下的最優解；

步驟6：判斷是否完成次級用戶發送端與次級用戶接收端之間的通信；若未完成通信，則返回步驟2，繼續進行下一個相干時間的信道狀態信息檢測；若已完成通信，則計算出遍歷容量；

至此，從步驟1到步驟6，完成了一種認知無線電網絡中多信道功率帶寬聯合分配方法。