[發明專利]一種認知無線電網絡的功率控制方法及裝置

在審

• 申請號: 202110800458.5
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113766620A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 陳玲玲;高興泉;姜德龍;艾學忠;孟亞男;林琳;郭帥飛
• 申請（專利權）人: 吉林化工學院
• 主分類號: H04W52/18
• 分類號: H04W52/18;H04B17/382
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 董永輝;曹素云

1.一種認知無線電網絡的功率控制方法，其特征在于，包括：

步驟1，根據混合H₂/H_∞控制理論構建具有次用戶信噪比反饋控制器和次用戶對主用戶干擾反饋控制器的誤差跟蹤的狀態空間模型，所述狀態空間模型包括輸入向量和輸出向量，

其中，k+1時隙的輸入向量的構成是常系數矩陣加上狀態反饋增益后與k時隙的輸入向量的乘積、常系數矩陣與次用戶干擾對主用戶的相關影響系數的乘積、常系數矩陣與被測次用戶的信噪比相關影響系數的乘積之和，

H₂范數對應的輸出向量的構成是常系數矩陣加上狀態反饋增益后與k時隙的輸入向量的乘積之和，

H_∞范數對應的輸出向量的構成是常系數矩陣加上狀態反饋增益后與k時隙的輸入向量的乘積，常系數矩陣與次用戶干擾對主用戶的相關影響系數的乘積之和；

步驟2，通過LMI方法對所述狀態空間模型計算狀態反饋增益；

步驟3，步驟31，通過時隙k-1時的次用戶i發射功率和時隙k時次用戶i的發射功率控制更新指令來更新時隙k時次用戶i的發射功率；

步驟32，通過時隙k時次用戶i發射功率、時隙k時次用戶j發射機到次用戶i接收機的信道干擾增益g_ji(k)以及在時隙k時次用戶i受到的第一多重干擾I_i(k)計算時隙k時次用戶i的實際測量信噪比，所述第一多重干擾包括多址干擾、噪聲和衰落；

步驟33，通過時隙k時次用戶i的發射功率、時隙k時次用戶i發射機和主用戶l接收機之間的信道干擾增益來計算時隙k時的次用戶i對主用戶l產生的干擾溫度；

步驟4，通過誤差動態方程計算時隙k時的次用戶i的信噪比跟蹤誤差和時隙k時次用戶i對主用戶的干擾溫度跟蹤誤差，并根據其正負來選擇控制器，進一步通過所選控制器使得次用戶的發射功率降低，并更新自適應步長，根據狀態反饋增益與時隙k的輸入向量乘積等于次用戶i的功率控制更新指令，進而來計算功率并更新功率控制更新指令，然后返回到步驟3，直至次用戶發射信號不占據頻譜。

2.根據權利要求1所述的認知無線電網絡的功率控制方法，其特征在于，

所述狀態空間模型如下：

其中，k表示時隙；

K表示狀態反饋增益；

A，B，B₁，B₂，C₀，C₁，D₀₁，D₁₁，D₁₂是常系數矩陣；

是時隙k時次用戶i的輸入狀態向量；

z₂(k)＝[e_i^γ(k) u_i(k)]^T是時隙k時次用戶i的輸出向量；

是時隙k時次用戶i的輸出向量；

e_i^γ(k)是時隙k時次用戶i的信噪比跟蹤誤差；

是時隙k時次用戶i對主用戶l的干擾溫度跟蹤誤差；

u_i(k)是時隙k時次用戶i的功率控制更新指令；

其中表示時隙k時被測次用戶的信噪比相關影響系數，表示次用戶i在時隙k+l和k給定期望信噪比閾值之間的差值，[g_ii(k+1)-g_ii(k)]表示次用戶i在時隙k+1和k時的信道干擾增益的差值；

[I_i(k+1)-I_i(k)]表示次用戶i在時隙k+1時與時隙k時第一多重干擾之間的差值，所述第一多重干擾包括多址干擾、噪聲和衰落；

表示時隙k時測得的次用戶i對主用戶l干擾相關影響系數，是時隙k時次用戶i對主用戶l給定的期望干擾溫度閾值，其中，M表示M個次用戶，是主用戶l所能承受所有活躍的次用戶的最大干擾功率閾值；h_il(k)是時隙k時次用戶i發射機和主用戶l接收機之間的信道干擾增益。