[发明专利]基于共享频谱接入的载波和功率联合分配方法

摘要

本发明公开了一种基于共享频谱接入的载波和功率联合分配方法，它将博弈相关理论、对偶原理、次梯度方法等结合起来解决认知无线电中频谱分配问题：在填充式频谱接入时，提出了功率分配的迭代算法，并验证了迭代算法的收敛性与有效性，解决了下垫式频谱接入时的载波和功率分配问题；在下垫式频谱接入时，由于干扰容限的约束，用户之间的策略空间是相互耦合的，通过引入对偶原理和次梯度方法，将耦合策略博弈分解为了一个策略独立的非合作博弈以及一个最优化问题，进而解决了下垫式频谱接入时的载波和功率分配问题。

主权项

1.基于共享频谱接入的载波和功率联合分配方法，通过将频谱感知和信道估计获得的载波状态信息，根据接入方式的不同选择合适的载波在认知用户间进行分配，其特征在于包括步骤如下：(1)建立认知无线网络，认知用户数与授权用户信道数分别为N和M，授权用户在各条信道上的干扰容限为I_k，初始化干扰容限因子η_k(0)＝0，其中k为授权用户的第k条信道，且k＝1，2，…，M；(2)判断网络接入模式，如果允许认知用户接入处于工作状态的授权信道，则为下垫式频谱接入，转入步骤(5)；否则，为填充式频谱接入，顺序执行步骤(3)；(3)根据认知用户的效用函数和拉格朗日最优法，求得任一认知用户在任一空闲信道上t时刻的传输功率(k∈//)，其中i为第i个认知用户，且i＝1，2，…，N；(4)通过迭代公式pik(t+1)=max(0,μi(t+1)-σ2+Σj≠ipjk(t)|Hj,i|2K|Hi,i|2)]]>求得各认知用户的功率分配结果，进而得到各用户的吞吐率，其中μ_i(t+1)为t+1时刻的注水线，表示增益干扰比，完成填充式下的基于共享频谱接入的载波和功率分配；(5)初始化t时刻认知用户在各条信道上的传输功率(6)对认知用户i，调用基于下垫式频谱接入的功率注水算法求得t+1时刻的注水线μ_i(t+1)，进而求得功率对偶因子λ_i(t+1)与功率分配结果(k＝1，2，…，M)；(7)判断t+1时刻与t时刻功率差值的绝对值是否满足误差需求，如果大于或等于误差控制因子ε₁则返回步骤(6)；反之，则根据公式ηk(n+1)=max{0,ηk(n)-αn(Ik-Σj=1Npjk(n+1)|Hj,0k|2)}]]>求得干扰容限对偶因子η_k(n+1)；(8)判断n+1时刻与n时刻干扰容限对偶因子差值的绝对值是否小于误差控制因子ε₂，如果不是，则返回步骤(5)；如果是，则输出各认知用户的功率分配结果，进而得到各用户的吞吐率，完成下垫式下的基于共享频谱接入的载波和功率分配。