[发明专利]基于随机网络模型的认知无线网络功率控制方法

摘要

一种基于随机网络模型的认知无线网络功率控制方法，涉及无线通信技术中的认知无线电领域。针对由于认知无线网络的随机性，难以对主用户实施有效的保护的问题，本发明在Underlay和Overlay两种动态频谱接入方式下，实现了随机认知无线网络对主用户的干扰保护，使整个认知无线网络对主用户造成的干扰概率低于主用户系统要求的门限值，从而不会对主用户造成难以忍受的影响。通过认知无线网络次级用户的功率控制，使主用户的干扰概率低于系统要求门限值。本发明不需要已知次级用户的个数、位置及干扰链路质量等先验知识信息，大幅度降低了实施的复杂度，更易于实现对主用户的保护。

主权项

1.一种基于随机网络模型的认知无线网络功率控制方法，其特征是它包括以下步骤：步骤1.计算认知无线网络对主用户造成的聚合干扰的n阶累积量：根据随机几何理论，认知无线网络对主用户造成的聚合干扰的n阶累积量表示为κI0(n)=2πλs∫G∫RminRmaxpsngnr-nα×fG(g)×rdrdg]]>=2πλspsnnα-2(Rmin2-nα-Rmax2-nα)∫GgnfG(g)dg]]>其中I₀表示主用户受到认知无线网络的聚合干扰；n表示聚合干扰的累积量的阶数；λ_s表示认知无线网络中次级用户的密度；p_s表示认知无线网络中次级用户的发射功率；g表示衰落和阴影累积影响的随机变量；r表示次级用户与主用户之间的距离变量；α表示次级用户和主用户之间信道大尺度衰落的路径损耗因子；R_min和R_max分别表示次级用户分布的圆环区域的内环半径和外环半径；f_G(g)表示信道的衰落和阴影累积影响的随机变量g的密度函数；步骤2.覆盖式频谱接入（Underlay）模式下次级用户的功率控制：2.1根据聚合干扰的统计特性，得到在主用户存在事件发生H₁时，主用户受到认知无线网络的聚合干扰I的条件概率分布F(I|H₁)为F(I|H1)=1-Q(I-κI0|H1(1)κI0|H1(2)).]]>其中，Q(·)为标准的高斯互补函数κI0|H1(1)=κI0(1)=2πλspsα-2(Rmin2-α-Rmax2-α)∫GgfG(g)dg.]]>κI0|H1(2)=κI0(2)=πλsps2α-1(Rmin2-2α-Rmax2-2α)∫Gg2fG(g)dg.]]>2.2计算主用户的干扰概率P_IPI=1-F(η|H1)≈Q(η-κI0|H1(1)κI0|H1(2)).]]>2.3计算覆盖式频谱接入模式下，次级用户的最大发射功率ps*=ηQ-1(μ)κI0(2|ps=1)+κI0(1|ps=1)]]>=ηQ-1(μ)πλsα-1(Rmin2-2α-Rmax2-2α)∫Gg2fG(g)dg+2πλsα-2(Rmin2-α-Rmax2-α)∫GgfG(g)dg,]]>其中，η表示主用户的干扰门限，μ表示主用户干扰概率限制要求；2.4在覆盖式频谱接入模式下，将次级用户的发射功率控制在最大发射功率以下。