[发明专利]基于认知无线电的频谱感知和报文调度联合优化方法

说明书

本发明公开了一种认知无线电技术区域中中面向用户体验质量的报文传输效率的控制方法，在认知无线电技术区域中有N个SU(second user,次级用户)和M个PU(primary user,主用户)，通过达到纳什均衡状态时以分级收费方式，然后通过收费金额的比重，将用户分为普通用户和VIP用户，保证多媒体传输的效率，使普通用户和VIP用户都能达到最大体验质量，来实现最大效益化。在认知无线电技术区域中，通过报文可达数以及时延效率，来使SU用户获得最大化其效益，则最大化效益函数的数学模型表示如下：其中，W∈(0,σ)和W∈(σ,+∞)SU用户的费用分级区间，σ为成为VIP用户所支付的最低费用(即当所支付费用x≥σ时，普通用户晋升为VIP用户)。无线电技术区域中,每个SU用户既希望能够获得文件传输的最大效率，有希望支出较少的费用，所以最终目标是能够以较少的消费基础上获得更好的用户体验质量的控制方法。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体涉及无线电频谱感知和报文调度的联合优化。

背景技术

频谱感知技术是指认知用户通过各种信号检测和处理手段来获取无线网络中的频谱使用信息。无线网络的功能分层角度看，频谱感知技术主要涉及物理层和链路层，其中物理层主要关注各种具体的本地检测算法，而链路层主要关注用户间的协作以及对感知机制的控制与优化。报文是网络中交换与传输的数据单元，即站点一次性要发送的数据块。报文调度主要是数据块通过调度方法处理后，达到更好的分配与处理。在认知无线电技术区域中通过PU(primary user,主用户) 的报文到达特性来对频谱感知周期作出最优调整，保障提升SU(second user,次级用户)业务在认知无线网络中的服务质量。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是：在认知无线电技术区域中通过PU的报文到达特性来对频谱感知周期做出最优调整，保障提升SU业务在认知无线网络中的服务质量，通过达到纳什均衡状态时以分级收费方式，然后通过收费金额的比重，将用户分为普通用户和VIP用户，保证多媒体传输的效率，使普通用户和 VIP用户都能达到最大体验质量，来实现最大效益化。可以主要从费用比例权重、报文可达数、时延效率。

在无线电技术区域中，有N个SU用户，b_i、w_i、t_i分别表示SU用户i的报文可达数和费用比例权重和时延效率，报文重要性系数τ²，频谱感知度ρ则SU用户i的报文可达数表示为：

其中h表示不同SU用户节点之间的信道增益。

令则SU用户i的报文可达数可表示为：

b_i＝w_ih_iτ²/I_n (2)

根据不同SU用户的支付费用的比例权重，进行分级调节，因此不同SU用户的费用比例权重为(其中x为SU用户所支出的费用)：

考虑到为避免SU用户通信对主用户造成影响，保障主用户在多媒体传输文件时的时延效率和报文传输量，要求传输文件时的时间低于限定值α_max，报文传输量少于限定量β_max,以此作为主用户在认知无线电技术区域中对用户服务质量的衡量标准，为方便从SU用户进行计算分析，则要求任意SU用户i处需满足以下条件：

为保障SU用户在其通信过程中的用户体验质量，将SU用户报文可达性的时延效率作为用户体验质量的衡量标准，可知时延效率越高，用时越短，则用户体验质量越好，由此可建立SU用户i的时延效率函数，可表示为：