一種節(jié)能的認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸中繼選擇方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種節(jié)能的認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸中繼選擇方法，所述方法能夠使中繼節(jié)點和未授權(quán)用戶在滿足能耗約束的前提下最大化吞吐量，有別于現(xiàn)有的中繼選擇方案只追求吞吐量最大化的特征。適用于未來終端小型化、多終端協(xié)作、頻譜資源共享的無線通信系統(tǒng)，特別適用于新能源基站的協(xié)作傳輸。
【專利說明】一種節(jié)能的認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸中繼選擇方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及認(rèn)知無線電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種節(jié)能的認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸中繼選擇方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新的無線通信系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，剩余頻譜資源匱乏和已分配頻譜利用率不高的矛盾日益突出。認(rèn)知無線電技術(shù)使得未授權(quán)用戶可以接入授權(quán)用戶的頻帶，從而提高頻譜利用率，增大系統(tǒng)容量。頻譜共享模型主要有兩種:一種是授權(quán)用戶不活躍時未授權(quán)用戶占用授權(quán)用戶的頻帶(覆蓋)，另一種是授權(quán)用戶活躍時未授權(quán)用戶共享授權(quán)用戶的頻帶并且不對授權(quán)用戶造成有害干擾(襯墊)。盡管襯墊式相比覆蓋式的頻譜使用具有系統(tǒng)容量優(yōu)勢，但是障礙物陰影、多徑衰落等因素的存在限制了單用戶傳輸?shù)南到y(tǒng)容量。協(xié)作傳輸是減弱上述因素的負(fù)面影響，進一步提高系統(tǒng)容量的重要手段。
[0003]認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸要求在授權(quán)用戶的干擾約束下盡可能提高未授權(quán)用戶的吞吐量。但是，協(xié)作傳輸由于加入了中繼節(jié)點，系統(tǒng)復(fù)雜度和信令開銷都有所提高甚至可能抵消協(xié)作傳輸帶來的性能增益。中繼選擇是降低系統(tǒng)復(fù)雜度并且保持性能的一種有效措施，在協(xié)作通信系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用。國內(nèi)外學(xué)者在認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸領(lǐng)域引入中繼選擇技術(shù)，產(chǎn)生了一些研究成果。Y.Zou等提出一種認(rèn)知無線電多中繼協(xié)作傳輸時的中繼選擇方案，以在滿足授權(quán)用戶傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量同時降低協(xié)作傳輸?shù)闹袛喔怕省Ｋ麄冞€提出了另外三種類似的認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸中繼選擇方案。L.Li等探討了認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸時的聯(lián)合中繼選擇和功率分配問題，在授權(quán)用戶的干擾約束下最大化未授權(quán)用戶的吞吐量。上述中繼選擇算法側(cè)重于性能而很少關(guān)注節(jié)能問題。未來認(rèn)知無線電終端攜帶有限能量，而協(xié)作傳輸會增加系統(tǒng)的能耗，因此有必要在認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸?shù)男阅芎湍芎闹g取折中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有的認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸中繼選擇方案未考慮能耗的缺點，本發(fā)明提出一種節(jié)能的認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸中繼選擇方法，在保持吞吐量性能的同時降低了能耗，適用于未來終端小型化、多終端協(xié)作、頻譜資源共享的無線通信系統(tǒng)，特別適用于新能源基站的協(xié)作傳輸。
[0005]本發(fā)明技術(shù)方案如下所述。
[0006]一種節(jié)能的認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸中繼選擇方法，分為中心式中繼選擇方式和分布式中繼選擇方式。
[0007]中心式中繼選擇方法，包括:
[0008]中心節(jié)點收集各個候選中繼節(jié)點、授權(quán)用戶及未授權(quán)用戶的信道狀態(tài)信息(tv、hsr、hrs、hs、hps、hrp、hsp)以及用戶信息(Ρρ、σ 2、T、i?、Ps> Pr' Ith)；
[0009]選擇滿足中心式約束條件并且節(jié)點吞吐量最大的候選中繼節(jié)點作為中繼節(jié)點。
[0010]其中:[0011]PT表示授權(quán)用戶發(fā)射機；ST表示未授權(quán)用戶發(fā)射機；Relay表示候選中繼節(jié)點,定義為系統(tǒng)中的所有待選中繼節(jié)點；σ 2表示噪聲的方差；tv是PT與Relay之間的信道系數(shù)；hsr是ST與Relay之間的信道系數(shù)；h?是Relay與SR之間的信道系數(shù)；hs是ST與SR之間的信道系數(shù)；hps是PT與SR之間的信道系數(shù)；、是Relay與PR之間的信道系數(shù)；hsp是ST與PR之間的信道系數(shù)；Pp是授權(quán)用戶的發(fā)射功率；T是傳輸時間；I是能耗閾值；是未
授權(quán)用戶的最大發(fā)射功率；萬是中繼的最大發(fā)射功率；4是授權(quán)用戶允許的干擾上限。
[0012]所述的信道狀態(tài)信息通過信道估計獲得，并且和用戶信息一起通過專用信道傳送到中心節(jié)點。
[0013]所述的中心式約束條件如下:
[001 4] (I)發(fā)射功率約束:
【權(quán)利要求】
1. 一種節(jié)能的認(rèn)知無線電協(xié)作傳輸中繼選擇方法，分為中心式中繼選擇方式和分布式中繼選擇方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的中心式中繼選擇方式，包括: 中心節(jié)點收集各個候選中繼節(jié)點、授權(quán)用戶及未授權(quán)用戶的信道狀態(tài)信息(tv、hOT、hrs、hs、hps、hrp、hsp)以及用戶信息
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述的信道狀態(tài)信息通過信道估計獲得，并且和用戶信息一起通過專用信道傳送到中心節(jié)點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述的中心式約束條件如下: (1)發(fā)射功率約束
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中所述的節(jié)點吞吐量
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的分布式中繼選擇方式，包括: 各候選中繼節(jié)點收集信道狀態(tài)信息(h^hfhyhrp)以及用戶信息
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述的信道狀態(tài)信息通過信道估計獲得。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述的分布式約束條件如下: (I)發(fā)射功率約束.
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述的節(jié)點吞吐量
【文檔編號】H04W52/02GK103533615SQ201310498464
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】陳宏濱, 趙峰, 李曉歡 申請人:桂林電子科技大學(xué)