一種基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配方法。具體包括：認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)主、從用戶(hù)共享頻譜資源進(jìn)行信息傳輸，各主用戶(hù)占用相應(yīng)授權(quán)頻帶進(jìn)行通信，各從用戶(hù)對(duì)在不干擾主用戶(hù)通信的情況下，采用直傳或協(xié)作傳輸方式進(jìn)行通信。資源管理實(shí)體接收各從用戶(hù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求，執(zhí)行聯(lián)合資源分配及路由選擇算法，為源—目的節(jié)點(diǎn)對(duì)選擇最優(yōu)路由，并為源/中繼節(jié)點(diǎn)分配發(fā)送功率及子信道。本發(fā)明可有效實(shí)現(xiàn)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)能效優(yōu)化及用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)保障。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配及路由選擇技 術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線(xiàn)設(shè)備迅速普及，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中 發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，并且已滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中。無(wú)線(xiàn)技術(shù)的飛速發(fā)展使得無(wú) 線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出高速化、寬帶化、異構(gòu)化等特點(diǎn)，同時(shí)也帶來(lái)了一系列嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，其中最為 緊迫的即是用戶(hù)對(duì)頻譜資源需求的不斷增長(zhǎng)，導(dǎo)致現(xiàn)有靜態(tài)分配的授權(quán)頻帶已無(wú)法滿(mǎn)足用 戶(hù)通信需求。但另一方面，部分已分配授權(quán)頻帶在一些時(shí)間或者地區(qū)并沒(méi)有得到充分使用， 導(dǎo)致頻譜利用率低下。為有效提高頻譜資源利用率，緩解頻譜資源匿乏問(wèn)題，采用動(dòng)態(tài)頻譜 接入機(jī)制的認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。
[0003] 認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)采用基于軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電終端，能夠動(dòng)態(tài)感知可用 頻譜，分辨當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)些狀態(tài)進(jìn)行規(guī)劃、決策和響應(yīng)，在不影響授權(quán)用戶(hù)（主用 戶(hù)）正常通信情況下動(dòng)態(tài)、智能接入頻譜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從而可有效實(shí)現(xiàn)頻譜資源共享，提 高頻譜利用率，緩解頻譜資源稀缺的問(wèn)題。
[0004] 中繼協(xié)作通信技術(shù)通過(guò)用戶(hù)之間的協(xié)同傳輸，可有效提高網(wǎng)絡(luò)容量和數(shù)據(jù)傳輸質(zhì) 量，并降低終端傳輸功率。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中采用協(xié)作通信技術(shù)能夠使網(wǎng)絡(luò)中各用戶(hù)在共享頻譜 資源的情況下，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能增強(qiáng)及頻譜利用率的提高。
[0005] 目前已有認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中的資源分配方法設(shè)計(jì)，如文獻(xiàn)[馮志勇，張平，何春，基 于中繼協(xié)作傳輸?shù)恼J(rèn)知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)及其資源分配方法，公開(kāi)號(hào)CN 101895991 B，【公開(kāi)日】 2013年11月6日]提出一種基于中繼協(xié)作傳輸?shù)恼J(rèn)知協(xié)作系統(tǒng)優(yōu)化頻譜、傳輸速率分配及中 繼、路徑選擇機(jī)制，W實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)有效吞吐量最大化及用戶(hù)QoS保障。
[0006] 文南犬[A.A.El-Sherif,A.Mohamed,Joint Routing and Resource Allocation for Delay Minimization in Cognitive Radio Based Mesh Networks , IEEE Transactions on Wireless Communications ,Vol. 13, Issue. I ,January 2013]中提出一 種聯(lián)合路由及資源分配方法，優(yōu)化設(shè)計(jì)中繼選擇和功率分配策略W實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流的聚 合端到端時(shí)延最小化。
[0007] 現(xiàn)有研究主要W系統(tǒng)吞吐量最大化或時(shí)延最小化為優(yōu)化目標(biāo)，未考慮用戶(hù)能耗， 可能導(dǎo)致用戶(hù)能效較低，對(duì)于大量用戶(hù)，特別是使用能量敏感終端的用戶(hù)，業(yè)務(wù)體驗(yàn)將受到 嚴(yán)重影響；另外，現(xiàn)有研究較為孤立地考慮認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的路由選擇、子信道分配或功率分配 問(wèn)題，未綜合考慮多因素的聯(lián)合優(yōu)化，無(wú)法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)整體性能優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明旨在解決W上現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。提出了一種有效實(shí)現(xiàn)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)能效優(yōu)化及 用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量保障的基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配方法。本發(fā)明的技術(shù)方案 如下：
[0009] -種基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配方法，其包括W下步驟：
[0010] 步驟一:認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中，若源節(jié)點(diǎn)要與其目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，則首先源節(jié)點(diǎn)發(fā)送 通信需求至資源管理實(shí)體；
[0011] 步驟二：資源管理實(shí)體接收源節(jié)點(diǎn)的通信請(qǐng)求后，確定源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)覆蓋范 圍中的候選路由集合W，獲取各候選路由跳數(shù)并選擇跳數(shù)最少的候選路由，存入集合W 0， 即W質(zhì)示跳數(shù)最少的候選路由集合，WNmin表示W(wǎng) 0中元素?cái)?shù)目；
[0012] 步驟=:1)若Nmin=I,則確定該候選路由為最優(yōu)路由，并基于能效優(yōu)化準(zhǔn)則的資源 分配算法，執(zhí)行最優(yōu)功率及子信道分配方案；
[0013] 2)若Nmin〉l，則對(duì)各最少跳數(shù)候選路由執(zhí)行基于能效優(yōu)化準(zhǔn)則的資源分配算法，確 定各路由的最優(yōu)功率及子信道分配策略；比較各路由能效值，選擇能效最優(yōu)路由及最優(yōu)路 由對(duì)應(yīng)的功率、最優(yōu)路由對(duì)應(yīng)的子信道分配方案作為優(yōu)化分配策略，按照優(yōu)化分配策略完 成認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配。
[0014] 進(jìn)一步的，步驟二所述的確定源與目的節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍中的候選路由集合W方法 為：WRW表示第i條路由的傳輸速率，其中i = l，2，...Ntot，Ntot為所有可能路由的總數(shù)，Ri W表示第i條路由的第1跳鏈路的傳輸速率，1 = 1，2，..丄W，貝I
令Rb'mW 表示從用戶(hù)對(duì)的最小傳輸速率需求，則僅當(dāng)?shù)趇條路由滿(mǎn)足Vl 才作 為候選路由。
[0015] 進(jìn)一步的，步驟二所述的選擇跳數(shù)最少的候選路由的方法為：用N表示集合中W的 元素?cái)?shù)，則所有候選路由中最少跳數(shù)路由巧
衰示第i條路由的跳數(shù)數(shù) 量，將候選路由跳數(shù)為L(zhǎng)min的路由存入集合0，用4 W表示W(wǎng)中第i個(gè)候選路由在W 0中，則有 Wo=沖。）I L(I) = Lmin, W
[0016] 進(jìn)一步的，所述第i條路由的傳輸速率的計(jì)算方法為：表示第i條路由第1跳 鏈路的子信道分配變量，其中1《4《1(，1(表示系統(tǒng)中子信道總數(shù)，若(1/<'；^=1，表示將第4個(gè) 子信道分配給第i條路由的第1跳鏈路，不分配則=0 表示第i條路由第1跳鏈路 使用第k個(gè)子信道時(shí)的傳輸速率，則可表示為
，有 妙刪，根據(jù)香農(nóng)公式，有
其中W為子信道帶寬，蝶 和在;^分別表示第i條路由第1跳鏈路使用第k個(gè)子信道時(shí)的源/中繼認(rèn)知用戶(hù)的傳輸功率及 信道增益，Pk^表示第k個(gè)主用戶(hù)的傳輸功率，^^>表示從第k個(gè)主用戶(hù)到第i條路由第1跳鏈 路目的端使用第k個(gè)子信道時(shí)的鏈路增益，O2表示信道噪聲功率。
[0017] 進(jìn)一步的，步驟=所述的基于能效準(zhǔn)則的資源優(yōu)化算法，具體包括:在滿(mǎn)足優(yōu)化限 制的條件下，W最大化鏈路能效為目標(biāo)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化功率及子信道分配，表示第i條最短 候選路由的能效，可得
其中tl/w為第i條路由第1跳鏈路的能效，
其中TiS表示使用子信道k時(shí)第i條路由第1跳鏈路的能效，可得 為第i條路由第1跳鏈路發(fā)送端電路功率損耗;表示Tj/"^的最優(yōu)值， <；；告示第i條路由第1跳鏈路的最優(yōu)子信道選擇變量表示第i條路由第1跳鏈路的最優(yōu) 功率分配變量，令a,i'; =I，基于鏈路能效優(yōu)化準(zhǔn)則，可祠
。 令
，其中Tlf'4嗦示第i條路由第1跳鏈路的 最優(yōu)能效值，則第i條最少跳數(shù)候選路由的最優(yōu)能效為
；比較所有最少 跳數(shù)候選路由的最大能效值，確定能效最大的候選路由為最優(yōu)路由，即
1其中能效最大路由，其對(duì)應(yīng)功率、子信道分配方案為優(yōu)化資源分配 策略。
[0018] 進(jìn)一步的，所述優(yōu)化限制條件具體包括：
[0019] 1)認(rèn)知用戶(hù)最大傳輸功率巧
[0020] 2化用戶(hù)最小傳輸速率限制:，其中表示第k個(gè)主用戶(hù)的最小傳輸速 率要求，巧;'i表示第k個(gè)主用戶(hù)的傳輸速率，根據(jù)香農(nóng)公式可得J
其中/?f表示第k個(gè)主用戶(hù)的信道增益，各浩>表示從第i條路由第1跳鏈路源端到主用戶(hù)基站的 信道增益。則認(rèn)知用戶(hù)傳輸功率限制為:
;
[0021] 3)認(rèn)知用戶(hù)對(duì)最小傳輸速率限制:由于第i條路由需滿(mǎn)足最小傳輸速率限制rW>R(s 'mW，則該路由的所有鏈接均需滿(mǎn)足最小傳輸速率限審
， 則認(rèn)知用戶(hù)傳輸功率限制：
[0022] 4)子信道分配二元限制:子信道分配標(biāo)識(shí)是一個(gè)二元變量，即：
[0023] 5)傳送端子信道分配限制：假設(shè)第i條路由第1跳鏈路最多分配一個(gè)子信道，即：
[0024] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：
[0025] 本發(fā)明有效實(shí)現(xiàn)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)能效優(yōu)化及用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量保障的基于能效優(yōu)化的認(rèn)知 協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配方法。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是本發(fā)明提供優(yōu)選實(shí)施例認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型圖；
[0027] 圖2為基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配及路由選擇算法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0029] 圖1為認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型圖，如圖所示，存在多個(gè)主用戶(hù)和從用戶(hù)的認(rèn)知無(wú)線(xiàn) 電網(wǎng)絡(luò)中，主、從用戶(hù)共享頻譜資源進(jìn)行信息傳輸，各主用戶(hù)占用相應(yīng)授權(quán)頻帶進(jìn)行通信， 各從用戶(hù)對(duì)在不干擾主用戶(hù)通信的情況下，采用直傳或協(xié)作傳輸方式進(jìn)行通信。若源一目 的節(jié)點(diǎn)對(duì)擬進(jìn)行通信，需將業(yè)務(wù)請(qǐng)求發(fā)送至資源管理實(shí)體，由資源管理實(shí)體執(zhí)行基于能效 優(yōu)化準(zhǔn)則的聯(lián)合路由及資源分配算法，為源一目的節(jié)點(diǎn)對(duì)選擇最優(yōu)路由，并為源/中繼節(jié)點(diǎn) 分配發(fā)送功率及子信道。
[0030] 圖2為基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配及路由選擇方法的算法流程 圖，具體包括：
[0031] 步驟一:若認(rèn)知源節(jié)點(diǎn)（簡(jiǎn)稱(chēng)源節(jié)點(diǎn))擬與其認(rèn)知目的節(jié)點(diǎn)（簡(jiǎn)稱(chēng)目的節(jié)點(diǎn))進(jìn)行通 信，則發(fā)送通信需求至資源管理實(shí)體。
[0032] 步驟二：資源管理實(shí)體接收源節(jié)點(diǎn)通信請(qǐng)求，確定源與目的節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍中的候 選路由集合W，評(píng)估各候選路由跳數(shù)并選擇跳數(shù)最少的候選路由，存入集合W 0，WNmin表示 Wo中元素?cái)?shù)目。
[003引確定源與目的節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍中的候選路由集合W方法為：WrW表示第i條路由的 傳輸速率，其中i = l，2，...Ntot, Ntot為所有可能路由的總數(shù)，RiW表示第i條路由的第1跳鏈 路的傳輸速率，1 = 1，2，..丄W，則
。令Rb'mW表示從用戶(hù)對(duì)的最小傳輸速 率需求，則僅當(dāng)?shù)趇條路由滿(mǎn)足Vl < / < if ，才可作為候選路由。所述傳輸速 率，表示第i條路由第1跳鏈路的子信道分配變量，其中1《4《1(，1(表示系統(tǒng)中子信道總 數(shù)，=1，表示將第k個(gè)子信道分配給第i條路由的第1跳鏈路，否貝
化增表示第 i條路由第1跳鏈路使用第k個(gè)子信道時(shí)的傳輸速率，貝化可表示^
，可得限 制條件:老
，根據(jù)香農(nóng)公式，韋
，其中W 為子信道帶寬，/^1和分別表示第i條路由第I跳鏈路使用第k個(gè)子信道時(shí)的源/中繼認(rèn)知 用戶(hù)的傳輸功率及信道增益，Pk^表示第k個(gè)主用戶(hù)的傳輸功率，表示從第k個(gè)主用戶(hù)到 第i條路由第1跳鏈路目的端使用第k個(gè)子信道時(shí)的鏈路增益，O2表示信道噪聲功率。
[0034] 跳數(shù)最少的候選路由計(jì)算方法:用N表示集合中W的元素?cái)?shù)，則所有候選路由中最 少跳數(shù)路由為
，LW表示第i條路由的跳數(shù)數(shù)量。將候選路由跳數(shù)為L(zhǎng)min的路 由存入集合^0，用4^表示W(wǎng)中第i個(gè)候選路由在Wo中，則有W〇={V"|LW = Lmin，ll>WG
[0035] 步驟=:根據(jù)Nmin取值執(zhí)行聯(lián)合資源分配及路由選擇算法：
[0036] 1)若Nmin=I,則確定該候選路由為最優(yōu)路由，并基于能效優(yōu)化準(zhǔn)則，執(zhí)行最優(yōu)功率 及子信道分配方案；
[0037] 2)若Nmin〉l，則對(duì)各最少跳數(shù)候選路由執(zhí)行基于能效優(yōu)化準(zhǔn)則的資源分配算法，確 定各路由的最優(yōu)功率及子信道分配策略；比較各路由能效值，選擇對(duì)應(yīng)能效最優(yōu)路由及其 功率、子信道分配方案為聯(lián)合路由及資源優(yōu)化分配策略。
[0038] 基于能效準(zhǔn)則的資源優(yōu)化算法，具體包括:在滿(mǎn)足優(yōu)化限制的條件下，W最大化鏈 路能效為目標(biāo)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化功率及子信道分配，表示第i條最短候選路由的能效，可得
，其中Tir為第i條路由第1跳鏈路的能效
其中表 示使用子信道k時(shí)第i條路由第1跳鏈路的能效，可得
，Pcir為第i條路由第1 跳鏈路發(fā)送端電路功率損耗。
[0039] 優(yōu)化限制條件具體包括：
[0040] 1)認(rèn)知用戶(hù)最大傳輸功率限制：
[0041] 2)主用戶(hù)最小傳輸速率限制：
其中if mmj表示第k個(gè)主用戶(hù)的最小傳輸速 率要求，表示第k個(gè)主用戶(hù)的傳輸速率，根據(jù)香農(nóng)公式可福
， 其中皆嗦示第k個(gè)主用戶(hù)的信道增益，說(shuō)P，表示從第誨路由第1固傑路源端到主用戶(hù)基站的信 道增益。則認(rèn)知用戶(hù)傳輸功率限制為：
[0042] 3)認(rèn)知用戶(hù)對(duì)最小傳輸速率限制:由于第i條路由需滿(mǎn)足最小傳輸速率限制rW>R(s 'mW，貝帳路由的所有鏈接均需滿(mǎn)足最小傳輸速率限帶
， 則認(rèn)知用戶(hù)傳輸功率限制
[0043] 4)子信道分配二元限制:子信道分配標(biāo)識(shí)CX/';;是一個(gè)二元變量，即：
[0044] 5)傳送端子信道分配限制：假設(shè)第i條路由第1跳鏈路最多分配一個(gè)子信道，即：
O
[0045] 的最優(yōu)值，表示第i條路由第1跳鏈路的最優(yōu)子信道選擇變量， 巧表示第i條路由第1跳鏈路的最優(yōu)功率分配變量。令OC/'i; =1，基于鏈路能效優(yōu)化準(zhǔn)則，可得
其中表示第i條路由第1跳鏈路的最優(yōu)能效值，則第i條最少跳數(shù)候選路由的最優(yōu)能效 關(guān)
。比較所有最少跳數(shù)候選路由的最大能效值確定能效最大的 候選路由為最優(yōu)路由，
，其中能效最大路由，其對(duì)應(yīng)功率、子信道分 配方案為優(yōu)化資源分配策略。
[0046] W上運(yùn)些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在 閱讀了本發(fā)明的記載的內(nèi)容之后，技術(shù)人員可W對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，運(yùn)些等效變 化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配方法，其特征在于:包括W下步驟： 步驟一:認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中，若源節(jié)點(diǎn)要與其目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，則首先源節(jié)點(diǎn)發(fā)送通信 需求至資源管理實(shí)體； 步驟二：資源管理實(shí)體接收源節(jié)點(diǎn)的通信請(qǐng)求后，確定源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍中 的候選路由集合Ψ，獲取各候選路由跳數(shù)并選擇跳數(shù)最少的候選路由，存入集合Ψ〇,即Ψ〇 表示跳數(shù)最少的候選路由集合，WNmin表示Ψ〇中元素?cái)?shù)目； 步驟Ξ:1)若Nmin=l，則確定該候選路由為最優(yōu)路由，并基于能效優(yōu)化準(zhǔn)則的資源分配 算法，執(zhí)行最優(yōu)功率及子信道分配方案； 2)若Nmin〉l，則對(duì)各最少跳數(shù)候選路由執(zhí)行基于能效優(yōu)化準(zhǔn)則的資源分配算法，確定各 路由的最優(yōu)功率及子信道分配策略；比較各路由能效值，選擇能效最優(yōu)路由及最優(yōu)路由對(duì) 應(yīng)的功率、最優(yōu)路由對(duì)應(yīng)的子信道分配方案作為優(yōu)化分配策略，按照優(yōu)化分配策略完成認(rèn) 知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配方法，其特征在 于:步驟二所述的確定源與目的節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍中的候選路由集合Ψ方法為表示第i 條路由的傳輸速率，其中i = l，2，...Nt。t，Nt。t為所有可能路由的總數(shù)，if表示第i條路由的 第1跳鏈路的傳輸速率，1 = 1，2,..丄(1>，賄，令Rb'mW表示從用戶(hù)對(duì)的最 小傳輸速率需求，則僅當(dāng)?shù)趇條路由滿(mǎn)足VI </< z.1'1，/<"'> /Γ'""氣，才作為候選路由。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配方法，其特征在 于:步驟二所述的選擇跳數(shù)最少的候選路由的方法為：用N表示集合中Ψ的元素?cái)?shù)，則所有 候選路由中最少跳數(shù)路由關(guān)，lW表示第i條路由的跳數(shù)數(shù)量，將候選路由 固敞為L(zhǎng)min的路由存入集合Ψ〇,用表示Ψ中第i個(gè)候選路由在Ψ〇中，貝賄W〇={Vi>|LW = Lmin，4(i)ew，l《i《N}。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配方法，其特征在 于:所述第i條路由的傳輸速率的計(jì)算方法為：表示第i條路由第1跳鏈路的子信道分 配變量，其中l(wèi)《k《K，K表示系統(tǒng)中子信道總數(shù)，若=1，表示將第k個(gè)子信道分配給第i 條路由的第1跳鏈路，不分配則=0 表示第i條路由第1跳鏈路使用第k個(gè)子信道 時(shí)的傳輸速率，則if可表示）根據(jù)香農(nóng) 公式，有，其中W為子信道帶寬，分別表示第i條路由 第1跳鏈路使用第k個(gè)子信道時(shí)的源/中繼認(rèn)知用戶(hù)的傳輸功率及信道增益，jf表示第k個(gè) 主用戶(hù)的傳輸功率，表示從第k個(gè)主用戶(hù)到第i條路由第1跳鏈路目的端使用第k個(gè)子信 道時(shí)的鏈路增益，σ2表示信道噪聲功率。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配方法，其特征在 于:步驟Ξ所述的基于能效準(zhǔn)則的資源優(yōu)化算法，具體包括:在滿(mǎn)足優(yōu)化限制的條件下，W 最大化鏈路能效為目標(biāo)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化功率及子信道分配，WnW表示第i條最短候選路由的能 效，可得庚中 ηッ表示使用子信道k時(shí)第i條路由第1跳鏈路的能效，可得Pur為第i條路由 第1跳鏈路發(fā)送端電路功率損耗;表示的最優(yōu)值，表示第i條路由第1跳鏈路的 最優(yōu)子信道選擇變量，1|^表示第1條路由第1跳鏈路的最優(yōu)功率分配變量，令(1；；^=1，基于 鏈路能效優(yōu)化準(zhǔn)則，可轉(zhuǎn)可爺，其中表示第i條路由第1跳鏈路的最優(yōu)能效值，則第i條最少 跳數(shù)候選路由的最優(yōu)能效呆：比較所有最少跳數(shù)候選路由的最大能效 值確定能效最大的候選路由為最優(yōu)路由，目I串中能效最大 路由，其對(duì)應(yīng)功率、子信道分配方案為優(yōu)化資源分配策略。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于能效優(yōu)化的認(rèn)知協(xié)作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配方法，其特征在 于:所述優(yōu)化限制條件具體包括： 1) 認(rèn)知用戶(hù)最大傳輸功率限制：l《l《Lmin，l《k《K; 2) 主用戶(hù)最小傳輸速率限制，其中表示第k個(gè)主用戶(hù)的最小傳輸速率 要求，巧f表示第k個(gè)主用戶(hù)的傳輸速率，根據(jù)香農(nóng)公式可得胃其中表示第k個(gè)主用戶(hù)的信道增益，答gf表示從第i條路由第1跳鏈路源端到主用戶(hù)基站 的信道增益。則認(rèn)知用戶(hù)傳輸功率限制為：l《l《Lmin，l《k 《K; 3) 認(rèn)知用戶(hù)對(duì)最小傳輸速率限制：由于第i條路由需滿(mǎn)足最小傳輸速率限制rW>r(s 'mW，則該路由的所有鏈接均需滿(mǎn)足最小傳輸速率限制：則認(rèn)知用戶(hù)傳輸功率限制:4) 子信道分配二元限制:子信道分配標(biāo)識(shí)〇C是一個(gè)二元變量，即：α二={0,1}，1《1《 Lmin，l《k《K; 5) 傳送端子信道分配限制：假設(shè)第i條路由第1跳鏈路最多分配一個(gè)子信道，即：
【文檔編號(hào)】H04W16/14GK105979528SQ201610465406
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】柴蓉, 高遠(yuǎn)鵬, 陳前斌
【申請(qǐng)人】重慶郵電大學(xué)