[发明专利]基于认知无线电的电力无线专网资源分配方法

权利要求书

1.一种基于认知无线电的电力无线专网资源分配方法，包括PU基站、SU基站、多个PU用户以及多个SU用户，所述PU用户通过PU基站接入电力无线专网，SU用户通过SU基站接入无线专网；其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S1.每个SU用户周期性地感知所处位置频谱环境的频谱空洞位置以及频谱大小；

S2.建立电力无线专网资源分配模型R：

其中，R为系统传输速率，i为第i个SU用户，i＝1,2,3,…,m，Q＝{q₁,…,q_i,…,q_m}为SU用户的速率需求集合，m为待接入网络的SU用户个数，k为电力无线专网中可用的离散空闲子载波组的个数，C＝{c₁,…,c_j,…,c_k}为每个空闲的子载波组的可用机会容量的集合，表示每个子载波组中可用信道数，且c_j≤n，n为每个子载波组中的独立子载波的个数，j＝1,2,3,…,k，x_i,j为子载波组分配标识，x_i,j＝1表示分配子载波组j给SU用户i，p_i,j为SU用户i在子载波组j上的发送功率，r_i,j为SU用户i在子载波组j上传输时，子载波组j中每个子载波可达的传输速率，P_T为系统总发送功率不能超过的功率门限；

S3.根据建立的电力无线专网资源分配模型R将资源分配转化为功率分配和子载波组分配，并根据子载波组和最优功率进行网络资源分配；

根据如下方法将子载波组分配到用户：

遍历所有空闲的子载波组，将每个子载波组分配给待分配用户集合中信道增益最大的用户，如果用户达不到速率需求，则将该用户从待分配用户结合中剔除；

若子载波组有剩余，则重新遍历剩余子载波组，将剩余每个子载波组分配给所有用户中信道增益最大的用户。

2.根据权利要求1所述基于认知无线电的电力无线专网资源分配方法，其特征在于：根据如下方法确定SU用户的发送功率的最优解：

其中，H_i,j为信道增益，b为子载波带宽，P_b为最大可容忍误码率，μ和λ均为拉格朗日乘子，并通过如下迭代公式计算：

其中，t为迭代次数，α(t)和β_i(t)分别为迭代步长，[g]⁺＝max(0,g)，g表示[]中的表达式。

3.根据权利要求2所述基于认知无线电的电力无线专网资源分配方法，其特征在于：根据如下方法计算SU用户i在子载波组j上传输时，子载波组j中每个子载波可达的传输速率r_i,j：

其中，P_b为最大可容忍误码率，b为子载波带宽，γ_i,j＝p_i,j·H_i,j，且γ_i,j为SU用户i在子载波组j上获得的信燥比，H_i,j为信道增益。