[发明专利]一种基于OFDM的认知无线电网络中资源分配方法

权利要求书

1.一种基于OFDM的认知无线电网络中资源分配方法，其特征在于，首先以基于OFDM的认知无线电网络中所有认知用户的传输能效比作为目标函数，采用改进的启发式算法将子载波分配给认知用户，接着依据子载波分配结果采用迭代算法计算每个认知用户的传输功率，完成无线电网络中资源分配；

所述目标函数及其约束条件如下：

m a x a k , n , p k , n Ω = Σ k = 1 K Σ n = 1 N a k , n R k , n Σ k = 1 K Σ n = 1 N a k , n P k , n + P c ]]>

s . t . C 1 : Σ k = 1 K Σ n = 1 N a k , n P k , n I n , l S P ≤ I t h l , l ∈ { 0 , 1 , ... , L } ]]>

C2:Pk,n≥0,

C 3 : Σ k = 1 K Σ n = 1 N a k , n P k , n ≤ P T , ]]>

C4:Rk,n≥Rmin,

C 5 : Σ k = 1 K a k , n ≤ 1 , a k , n ∈ { 0 , 1 } ]]>

其中，认知无线电网络中存在K个认知用户和L个主用户，一个中心基站，N个子载波；已知f0为认知无线电网络系统的起始频率，fl为主用户系统的起始频率，Bl为第l个主用户的带宽，T为OFDM信号周期，ψl(f)为第l个主用户的功率谱密度，为认知用户发射机和主用户接收机之间的信道增益，为主用户发射机和认知用户接收机之间的信道增益；

Pc为认知系统的总电路消耗功率，为主用户系统的干扰门限，PT为认知系统的最大可传输功率，Rmin为设定的认知用户的最低传输速率门限，取值范围为[0,40]；ak,n为一个二元变量，当第n个子载波分配给第k个认知用户时，ak,n＝1，否则ak,n＝0；

为认知用户对主用户的干扰

为主用户对认知用户的干扰

表示网络中所有主用户对在第n个子载波上传输的次用户的总干扰，由公式计算获得；

hk,n为认知用户在子载波上的信道增益，σ2为高斯白噪声的方差，Pk,n为第k个认知用户在第n个子载波上的传输功率；Rk,n为第k个认知用户在第n个子载波上的传输速率，

其中，hk,n、σ2、f0、fl、Bl、T、ψl(f)、Pc、及PT均为认知无线电网络系统中的固有属性参数；

所述采用改进的启发式算法将子载波分配给认知用户，具体过程如下：

首先初始化未分配子载波的认知用户集合u为所有认知用户，每个认知用户的传输功率预先设定为计算所有主用户对每个子载波的干扰值将子载波按照的值从小到大重新进行排序，然后从值最小的子载波开始，分别计算其分配给不同的认知用户传输时的能效比，将此子载波分配给能效比最大的认知用户，将获得此子载波的认知用户从u中删去，继续下一个子载波的分配，若子载波数量大于认知用户数量，即在分配过程中出现u为空集时，则重新初始化u为所有认知用户，继续分配下一个子载波直至c为空集结束子载波分配。