集中式認知無線網(wǎng)絡(luò)中認知用戶帶寬和發(fā)射功率分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無線通信技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，設(shè)及一種集中式認知無線網(wǎng)絡(luò)中認知 用戶帶寬和發(fā)射功率分配方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 集中式認知無線網(wǎng)架構(gòu)中，擁有集中化的基礎(chǔ)設(shè)施，即中屯、控制器。中央控制器的 存在使得各種資源可W相互結(jié)合，聯(lián)合優(yōu)化，W實現(xiàn)各種資源的最優(yōu)化利用。一般來說，網(wǎng) 絡(luò)中的基站起到了中屯、控制器的作用，負責(zé)統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)中的認知用戶，起到了約束認知 用戶行為的作用。由于中屯、控制器的作用，集中式認知無線網(wǎng)中的認知用戶之間彼此合作， 基于所有認知無線用戶服從的協(xié)議的約束，認知用戶不僅僅考慮自身收益，還綜合考慮到 整個系統(tǒng)的總收益。因此，對于集中式認知無線網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)化方法的研究意義重大。
[0003] 當前將頻譜分配、帶寬分配等與功率控制相結(jié)合的聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)越來越受到研究 者的關(guān)注，也得到了帶寬優(yōu)化的方法，但該些方法并沒有考慮頻率復(fù)用對系統(tǒng)的影響。本發(fā) 明采用了聯(lián)合功率控制方法，將系統(tǒng)總帶寬與認知用戶的發(fā)射功率聯(lián)合作為最優(yōu)化目標， 將最優(yōu)化目標分解為分別針對于帶寬和功率的子優(yōu)化目標并進行逐一求解，實現(xiàn)系統(tǒng)中帶 寬與功率的聯(lián)合分配，通過該最優(yōu)分配，使認知無線電系統(tǒng)達到最優(yōu)的信道容量和性能
[0004] 因此，需要提供一種集中式認知無線網(wǎng)絡(luò)中認知用戶帶寬和發(fā)射功率分配方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種集中式認知無線網(wǎng)絡(luò)中認知用戶帶寬和發(fā)射功率分 配方法，該方法考慮了帶寬與功率對認知無線網(wǎng)絡(luò)總信道容量的影響，并W總信道容量為 目標函數(shù)進行了多重優(yōu)化。為進一步降低節(jié)點的計算復(fù)雜度，該方法通過降維處理將目標 最優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為兩個子問題進行求解，從而提出一種低復(fù)雜度帶寬和功率分配方法，通 過對目標函數(shù)的求解，同時實現(xiàn)了帶寬和功率的最優(yōu)分配。該方法可應(yīng)用在現(xiàn)存的集中式 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，有較強的實用性。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0007] 一種集中式認知無線網(wǎng)絡(luò)中認知用戶帶寬和發(fā)射功率分配方法，該方法包括如下 步驟：
[000引 S1、建立認知用戶的總信道容量為最大值的數(shù)學(xué)模型；
[0009] S2、固定各認知用戶發(fā)射功率，計算各認知用戶帶寬的最優(yōu)分配值，公式如下：
[0010]
【主權(quán)項】
1. 一種集中式認知無線網(wǎng)絡(luò)中認知用戶帶寬和發(fā)射功率分配方法，其特征在于，該方 法包括如下步驟： 51、 建立認知用戶的總信道容量為最大值的數(shù)學(xué)模型； 52、 固定各認知用戶發(fā)射功率，計算各認知用戶帶寬的最優(yōu)分配值，公式如下：
公式中，BiS認知無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分配給認知用戶SUi的帶寬，gi為認知用戶SUi到其所 屬基站的鏈路增益，Pi為認知用戶SUi的發(fā)射功率，為認知用戶S\_到其所屬基站的鏈路 增益，P」為認知用戶S\_的發(fā)射功率，Bt(rtal為授權(quán)信道總帶寬，N為認知用戶的個數(shù)； 53、 根據(jù)各認知用戶帶寬的最優(yōu)分配值，計算各認知用戶發(fā)射功率的最優(yōu)分配值，公式 如下：
公式中，h為認知用戶SUi到授權(quán)用戶的鏈路增益，為認知用戶S\_到授權(quán)用戶的鏈 路增益，Qmax為各認知用戶的發(fā)射功率對授權(quán)用戶產(chǎn)生的總干擾的門限值，k的定義為： 存在整數(shù)k滿足1 <k<N，使得：
公式中，qi=hiPi，Pimax為認知用戶SUi的發(fā)射器的發(fā)射功率限制，qk=hkpk，pkmax為認 知用戶SUk的發(fā)射器的發(fā)射功率限制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中認知用戶的總信道容量為 最大值的數(shù)學(xué)模型的模型公式為：
公式中，％為噪聲功率譜密度。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種集中式認知無線網(wǎng)絡(luò)中認知用戶帶寬和發(fā)射功率分配方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：S1、建立認知用戶的總信道容量為最大值的數(shù)學(xué)模型；S2、固定各認知用戶發(fā)射功率，計算各認知用戶帶寬的最優(yōu)分配值；S3、根據(jù)各認知用戶帶寬的最優(yōu)分配值，計算各認知用戶發(fā)射功率的最優(yōu)分配值。本發(fā)明所述技術(shù)方案分別優(yōu)化了認知用戶帶寬和發(fā)射功率的分配值，克服了帶寬均分方法引起的帶寬浪費及系統(tǒng)容量較低的缺陷，能夠更合理地分配帶寬，提高了認知無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效性、適應(yīng)性及總信道容量。
【IPC分類】H04W72-08, H04L27-00, H04W52-24
【公開號】CN104812045
【申請?zhí)枴緾N201510259430
【發(fā)明人】趙軍輝, 付雷
【申請人】北京交通大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月20日