[發(fā)明專利]基于認(rèn)知無線電的次級基站最佳位置定位和信道選擇方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810188143.8
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108401256A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳前斌;文槿奕;劉云龍;唐倫
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W64/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.基于認(rèn)知無線電的次級基站最佳位置定位和信道選擇方法，其特征包括：該方法包括以下步驟：

S1：對當(dāng)前的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)場景進(jìn)行全面的分析，針對主級系統(tǒng)中的主級用戶(Primary Users,PUs)、主級基站，次級系統(tǒng)中的次級用戶(Secondary Users,SUs)、次級基站(Secondary Base Station,SBS)分別進(jìn)行干擾來源分析；其中，對于主級系統(tǒng)，只考慮上端鏈路；而次級系統(tǒng)使用主級系統(tǒng)的上端鏈路進(jìn)行通信；

S2：根據(jù)次級用戶出現(xiàn)概率細(xì)化整個(gè)場景模型，基于之前整理得到的干擾來源分析推導(dǎo)出基于次級用戶和主級用戶的不同的信干噪比(Signal Interference Nosie Ratio,SINR)公式；

S3：根據(jù)SINR公式推出每一個(gè)SBS和主級系統(tǒng)的容量公式，根據(jù)次級用戶出現(xiàn)概率得到當(dāng)前基站的覆蓋率；

S4：在上述條件下，通過主級用戶和次級用戶不同的SINR閾值來排查，即一定要大于或者等于為不同用戶設(shè)定的SINR閾值，在保護(hù)主級用戶的情況下，得到最優(yōu)的次級基站最優(yōu)位置定位和最佳信道選擇的分配方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于認(rèn)知無線電的次級基站最佳位置定位和信道選擇方法，其特征在于：所述步驟S2-S3具體為：當(dāng)次級基站的位置確定以后，相應(yīng)的基站覆蓋范圍也能確定，則根據(jù)干擾來源分析推導(dǎo)出使用第j個(gè)信道的第k-th次級基站覆蓋范圍內(nèi)的第i-th個(gè)次級用戶的SINR公式為：

其中，P_sb是當(dāng)前次級基站的發(fā)送功率，h_k，i是當(dāng)前次級用戶和次級基站IoT之間的信道增益，P_pu是主級用戶的發(fā)送功率，是主級用戶與次級基站之間的信道增益，{SB^j}表示使用第j個(gè)信道的次級基站集合，N_u是指第k-th次級基站覆蓋的用戶數(shù)目，P_su是第i-th個(gè)次級用戶的發(fā)送功率，指不包括當(dāng)前次級系統(tǒng)的其他使用第j個(gè)信道的次級用戶q與當(dāng)前第i-th個(gè)次級用戶的信道增益，表示不包括當(dāng)前次級基站的其他使用第j個(gè)信道的次級基站m與當(dāng)前第i-th個(gè)次級用戶的信道增益，{SC_m}代表著屬于基站m-th所覆蓋的用戶合集，n₀表示噪聲；

對于主級系統(tǒng)，所有的PUs都分配在主級基站覆蓋范圍的邊緣，即PU接收到的來自PBS的信號是最弱的，同時(shí)這些分配在主級基站覆蓋范圍邊緣的主級用戶也會對相鄰的次級用戶造成極大的干擾，在此情況下主級基站的SINR公式為：

其中，P_pu是主級用戶的發(fā)送功率，是當(dāng)前主級用戶與基站的信道增益，分別代表著第l-th主級基站與第l1-th主級用戶間的信道增益，是與當(dāng)前主級系統(tǒng)使用相同信道j的q-th次級用戶與第l-th主級基站間的信道增益，是與當(dāng)前主級系統(tǒng)使用相同信道j的m-th次級基站與第l-th主級基站間的信道增益，{PBj}表示使用第j個(gè)信道的主級基站集合，{SB^j}表示使用第j個(gè)信道的次級基站集合，{SC_m}代表著屬于基站m-th，所覆蓋的用戶合集，P_sb是次級基站的發(fā)送功率，N_u是指第k-th次級基站覆蓋的用戶數(shù)目，n₀表示噪聲；

當(dāng)前次級系統(tǒng)的容量為：

其中，B是指當(dāng)前頻譜的帶寬，是第i-th個(gè)次級用戶的SINR值；

在得到每一個(gè)次級基站的容量和覆蓋的用戶數(shù)目后，為了保證次級用戶的活動不對主級用戶造成干擾，對主級用戶和次級用戶分別設(shè)置不同的SINR閾值，以此保障每一個(gè)用戶的服務(wù)需求；優(yōu)先驗(yàn)證主級用戶的SINR值是否大于或者等于為其設(shè)定的SINR閾值；若不滿足，則即使當(dāng)前方案滿足次級用戶的SINR需求，也是不合格的方案，以此來保證主級用戶的正常通信活動；最后通過與粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法相結(jié)合的方法，來分別的為每一個(gè)次級基站尋找得到最優(yōu)的位置定位和最佳的新單分配選擇方案，以達(dá)到在保證主級用戶的正常通信活動的情況下，最大化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和最大化每一個(gè)次級基站的覆蓋用戶數(shù)的目的。