[发明专利]一种基于空间复用的认知系统资源分配方法

权利要求书

1.一种基于空间复用的认知系统资源分配方法，其特征在于，按照如下步骤：

(1)建立多天线多用户认知无线电网络，该无线电网络包括主系统和认知系统；所述主系统是集中式系统、蜂窝系统、频分双工的下行频段或时分双工的下行时隙；所述认知系统为分布式的系统，其中有多个认知通信用户对；

(2)认知系统中每个节点对当前的某一信道进行感知，认知通信用户对内的两个用户之间进行感知信息的交互；

(3)根据收集到的感知信息，多个认知通信用户对中的发射节点交互各自通信链路的信道矩阵的F范数，同时这些用户将收到的信道矩阵的F范数进行排序，将前K_opt个最大的F范数所属的通信对标识为候选认知通信对；

(4)属于候选认知通信对中发射节点的用户将其对主用户的干扰矩阵进行奇异值分解，得到干扰矩阵的零空间，并将其通信对的通信链路的信道矩阵投影在相应的干扰矩阵的零空间上；

(5)计算候选认知通信对进行投影后的信道矩阵的F范数，各候选认知通信对的发射节点将计算结果进行交互，候选发射节点对这些值进行排序，投影后的信道矩阵的F范数最大的通信对进行最终的资源占用和数据传输；

(6)应用注水原理，为选中的F范数最大的通信对的每个子信道进行功率分配，最大化认知系统和速率。

2.如权利要求1所述一种基于空间复用的认知系统资源分配方法，其特征在于，所述步骤(1)多天线多用户认知无线电网络是指：主系统为集中式的系统，授权用户个数为K_p，每个授权用户有N_p根天线；认知用户对个数为K_c，且构成了K_c个通信对，每个通信对中有两个认知用户：CU_k和CU_ka，其中CU_k为发射节点，CU_ka为接收节点，另外，每个认知用户有N_c根天线，授权基站天线数为M；

假设N_c≥N_p+1，假设某一时刻某一频段上只有一个授权用户接入，多个授权用户接入的情况可以由此进行扩展；

如果认知网络希望使用授权用户所在频段进行通信，设第k个认知用户对发射端发送的信号为x_k；设此时基站向授权用户发射的信号为s。G为授权基站与授权用户之间的传输信道矩阵，H_C，1为CU₁与CU_1a间的传输信道矩阵，H_C，2为CU₂与CU_2a间的传输信道矩阵，H_C，k为CU_k与CU_ka间的传输信道矩阵；G_I，1、G_I，2和G_I，k分别为授权基站到CU_1a、CU_2a和CU_ka间的干扰信道矩阵；H_I，1、H_I，2和H_I，k分别为CU₁、CU₂和CU_k与授权用户间的干扰信道矩阵；授权用户接收到的信号为

r＝Gs+H_I，kx_k+n    (1)

第k个认知用户对接收端收到的信号为

y_k＝H_C，kx_k+G_I，ks+z_k    (2)

其中，其中G、H_C，1、H_C，2和H_C，k为数据链路信道矩阵，G_I，1、G_I，2、G_I，k、H_I，1、H_I，2和H_I，k为干扰链路信道矩阵，n和z_k分别表示授权用户和第k个认知用户对接收端收到的加性高斯白噪声。