[发明专利]基于频谱共享能效最大的功率分配方法

权利要求书

1.一种基于频谱共享能效最佳功率分配方法，包括如下步骤：

(1)，次级用户根据所需要的容错误差、拉格朗日迭代效果及最大需要迭代次数，设置能效函数容错误差ξ＞0，最大迭代次数N，平均发送功率约束对应的收敛误差ξ₁＞0，平均干扰功率约束对应的收敛误差ξ₂＞0，平均发送功率约束对应的拉格朗日乘子迭代步长t₁＞0，平均干扰功率约束对应的拉格朗日乘子迭代步长t₂＞0；

(2)，次级用户初始化能效η＝0，平均发送功率约束对应的拉格朗日乘子τ＝τ₀，平均干扰功率约束对应的拉格朗日乘子μ＝μ₀，次级用户发送功率Pⁿ和能效ηⁿ的迭代次数n＝0；

(3)，次级用户迭代计算最佳发送功率P：

(3.1)，次级用户计算每次衰落状态下的发送功率Pⁿ；

其中ρ为功率放大因子，g_ss为次级用户发送端到接收端信道功率增益，g_sp为次级用户发送端到主用户接收端信道功率增益，h_ps为主用户发送端到次级用户接收端信道功率增益，P_m为主用户恒定发送功率，表示次级用户接收端的噪声方差，η^n-1为次级用户第n-1次迭代获得的能效，[·]⁺表示取0和·之中较大者，即若·为负值，则取0，若·为正值，则取·；

(3.2)，次级用户根据平均发送功率约束条件和平均干扰功率约束条件通过subgradient迭代算法经k次迭代，计算出平均发送功率约束对应的拉格朗日乘子τ^k和平均干扰功率约束对应的拉格朗日乘子μ^k；

(3.3)，根据计算出的拉格朗日乘子τ^k和μ^k，计算发送功率

(3.4)，判断每次迭代计算出的拉格朗日乘子τ^k和μ^k是否满足迭代终止条件，若满足则执行步骤(3.5)，否则返回步骤(3.2)，迭代终止条件为：

其中，和分别为次级用户最大平均发送功率约束和次级用户对主用户最大平均干扰功率约束；

(3.5)，次级用户分别计算第n次迭代能效函数f_n(η)和第n次迭代能效ηⁿ：

其中P_C为固定电路消耗功率，E{·}表示对·求数学期望；

(3.6)，次级用户对能效函数f_n(η)进行判决：如果|f_n(η)|≤ξ，则第n次的发送功率为次级用户能效最佳发送功率P，能效ηⁿ即为次级用户获得的最大能效η；反之，判断迭代次数是否达到最大迭代次数n≤N，如果达到最大迭代次数，则此时的发送功率为次级用户能效最佳发送功率P，能效ηⁿ为次级用户获得的最大能效η；否则，继续迭代，直至满足迭代终止约束条件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(3.2)中的平均发送功率约束条件为：平均干扰功率约束条件为其中，和分别为次级用户最大平均发送功率约束和次级用户对主用户最大平均干扰功率约束，为第k次计算拉格朗日乘子后的发送功率，E{·}表示对·求数学期望。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(3.2)通过subgradient迭代算法经k次迭代，计算出平均发送功率约束对应的拉格朗日乘子τ^k和平均干扰功率约束对应的拉格朗日乘子μ^k，通过下式计算：

其中，和分别为次级用户最大平均发送功率约束和次级用户对主用户最大平均干扰功率约束，E{·}表示对·求数学期望，t₁为平均发送功率约束对应的拉格朗日乘子迭代步长，t₂为平均干扰功率约束对应的拉格朗日乘子迭代步长。