[发明专利]一种能量有效的次用户信息传输方法及系统

说明书

本发明公开一种能量有效的次用户信息传输方法，包括以下步骤：（1）控制次用户在下垫式的频谱接入方式下接入主用户频谱；（2）基于直接链路次用户SU₁和次用户SU₂完成彼此之间的信息交换，次用户中继SR处于休眠状态；（3）基于次用户SU₁和次用户SU₂的供电模块的电压和电流值计算传输功率，基于正交导频估计信道状态信息；（4）根据信道状态信息和传输功率分别预估直接传输模式和物理层网络编码传输模式的能量效率，进行次用户SU₁和次用户SU₂的传输模式选择，选择预估的能量效率高的传输模式完成信息传输；本发明发挥直接传输和物理层网络编码传输两种方法的优点，使两个次用户之间信息交换的能量效率提高。

技术领域

本发明属于认知无线电技术领域，具体涉及一种能量有效的次用户信息传输方法。

背景技术

认知无线电(CR,cognitive radio)可以允许次用户(SU,secondary user)接入主用户(PU,primary user)频谱进行通信以提高频谱效率。次用户SU可以在下垫式(underlay)方式下接入主用户频谱，即次用户控制传输功率为确保对主用户接收机的干扰不超过主用户接收机预设的干扰容忍门限，保证主用户的服务质量(QoS,quality ofservice)。此外，次用户双向信息传输的吞吐量可以通过双向次用户中继(SR,secondaryrelay)传输改善，如物理层网络编码(PNC,physical-layer network coding)模式和模拟网络编码(ANC,analog network coding)模式。与此同时，随着通信技术的应用和发展，能源消耗急剧增加，次用户双向信息传输的能量效率(EE,energy efficiency)，如bit/J，受到越来越多的关注。CR网络的EE尤为重要，这是因为认知功能的实现比非CR网络需要消耗更多的能量。

现有的一些文献通过增强中继的传输能力来改善双向中继传输的EE。文献《underlay认知多用户双向中继网络的能量效率》(Q.Li,F.Liu,and X.Zhou,“Energyefficiency for underlay cognitive multiuser two-way relay networks,”WirelessPers.Commun.,vol.86,no.3,pp.1541-1555,Feb.2016.)中，次用户在具有多个天线的双向中继辅助下传输，并且求解在干扰约束下的最优EE。文献《具有非理想功率放大器和不可忽略电路功率的全双工双向继电的能效最大化》(Q.Cui,T.Zhang,and M.Valkama,“Energyefficiency maximization of full-duplex two-way relay with non-ideal poweramplifiers and non-negligible circuit power,”IEEE Trans.Wireless Commun.,vol.16,no.9,pp.2809-2823,Sept.2017.)中，两个次用户在全双工双向中继的辅助下传输，并求解在传输速率和发射功率约束下的最优EE。