[發明專利]感知時長和資源分配聯合優化的分段近似凸分解方法

有效

• 申請號: 201711235777.6
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108183757B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 顧斌;宋鐵成;胡靜;李正權;孫大飛;吳名;郭潔;沈連豐
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382;H04B17/391
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 孟紅梅

1.感知時長和資源分配聯合優化的分段近似凸分解方法，優化問題的目標函數為：其中r為數據總速率，τ為感知時隙寬度，X和W分別為用戶對各頻帶的占比矩陣和發射功率矩陣，約束條件為檢測和虛警概率、發射功率峰值和均值均受限于預設門限；其特征在于，所述方法為：將τ的可行區分成多個子區；在各個子區將原目標函數r(τ，X，W)分解為兩個函數ζ(τ)和ρ(X，W)的乘積，其中函數ζ(τ)僅含感知時隙寬度變量τ，函數ρ(X，W)僅含資源配置變量{X，W}，從而將原始問題轉換為兩個獨立的凸優化問題，每個子區均獨立地并行處理兩個凸優化子問題；最后對各個子區的最優解予以優中選優；

其中，

其中，T為數據幀周期，和分別為授權信號處于存在和消失兩種隨機狀態的概率，γ_f為在頻段f授權信號在認知系統檢測端的信噪比，為τ的可行區的子區的中點，α_n為考慮用戶公平性而設置的權重系數，和分別為認知用戶和授權頻段索引集，符號|·|表示集合的勢，n為用戶索引號，f為頻段索引號，Q^-1(·)表示Q函數的反函數，Q函數定義為：為授權信號存在時認知系統檢測正確的概率下限，f_s為檢測所用的采樣率；和分別為授權信號處于存在和消失情況下認知用戶n在頻段f上的數據速率，表示如下：

其中：表示認知用戶n的發射端至接收端在頻段f的電壓增益，通過信道估計獲取，符號|·|表示復數的模；β為每個授權頻段的帶寬；σ²為感知信道接收端的噪聲電壓方差；表示授權系統在頻段f的發射功率，表示授權系統發射端至認知用戶n的接收端在頻段f的電壓增益，即認知用戶n在頻段f所接收到的授權信號功率，其可作為一個物理量通過信號檢測獲取；x_n，f表示認知用戶n對頻段f的占用比重，構成X；表示認知用戶n在頻段f的發射功率，構成W；

τ的可行區為{τ|τ_min≤τ≤T}，其中下限其中

其中，I表示與同型的全1向量，為授權系統在頻段f的發射功率，符號||·||₁表示1-范數，

該方法的具體步驟包括：

(1)檢測授權信號在每個頻段f當前的接收功率據其結果得到并計算γ_f，f＝1…F，的均值

(2)將τ的可行區{τ|τ_min≤τ≤T}分為M段，對第m段τ的可行區子集執行如下賦值：其中m為子區索引號，M為大于1的整數，τ₁＝τ_min，τ_M+1＝T；

(3)對每個可行區子集計算得到以及并計算每個頻段的其中

(4)基于一維凸優化方法計算ζ(τ)，得到并同時基于多維凸優化方法計算ρ(X，W)，得到最后得到

(5)根據得到最優解

2.根據權利要求1所述的感知時長和資源分配聯合優化的分段近似凸分解方法，其特征在于，步驟(4)中采用黃金分割法求解的優化問題。

3.根據權利要求1所述的感知時長和資源分配聯合優化的分段近似凸分解方法，其特征在于，步驟(4)中采用內點法求解ρ(X，W)的優化問題。