[发明专利]一种基于感知和迭代搜索的联合功率分配方法

摘要

本发明针对实际应用中主网络与认知网络之间无协作，干扰信道信息不能够通过信息交互被认知网络获得的情况，公开了一种全双工AF认知中继系统的基于感知和迭代搜索的联合功率分配算法，将一个传输时隙分为感知探测和数据传输两部分，在感知探测部分先后分为单独探测和联合探测两个子过程，单独感知探测时，认知发射端和认知中继分别以一方保持沉默一方不断增加自身的发射功率直到接收到主用户的报警信号就停止功率增加的方式进行；联合探测时，认知发射端和认知中继通过实时比较各自的通信速率增长效率来对各自的发射功率进行迭代增加，直到收到主用户的报警信号后停止。本发明算法复杂度较低，与理论的方法相比，仍能保持良好有效的通信速率。

主权项

一种基于感知和迭代搜索的联合功率分配方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将整个信号传输过程分为感知探测部分和数据传输部分，同时，当主用户检测到接收的干扰功率大于I_th，主用户会广播一个报警信号提醒周围的认知通信节点降低发射功率，其中，I_th为主用户可以忍受的干扰功率最大值；S2、将S1所述感知探测部分为为单独感知探测和联合感知探测；S3、进行单独感知探测，具体如下:S31、认知发射端以步长s增加发射功率直到收到来自主用户的报警信号后停止发射，认知中继不进行功率发射保持沉默，认知发射端以步长s进行迭代更新调整发射功率，得到认知发射端的最大发射功率满足即其中，g_cp为认知发射端与主用户之间的信道增益；S32、认知中继以步长s增加发射功率直到收到来自主用户的报警信号后停止发射，认知发射端不进行功率发射保持沉默，认知中继以步长s进行迭代更新调整发射功率，得到认知中继的最大发射功率其中，g_rp为认知中继与主用户之间的信道增益；S33、令通信速率的增长效率为其中，i∈{c,r}，t表示迭代搜索次数，分别表示第t次迭代后认知发射端和认知中继的发射功率，表示第t次迭代认知吞吐量对p_i进行求导后的微分值，表示第t次迭代干扰功率对p_i进行求导后的微分值，i∈{c,r}；S34、在瞬时信道下和则S33所述可以表述为${\mathrm{\ξ}}_I^{\left(t\right)}=\frac{\frac{\∂C}{{\∂p}_i}|(p_c^{\left(t\right)},p_r^{\left(t\right)})}{g_{\mathrm{ip}}};$S35、得到p_c和p_r的认知通信速率效率的比值$\frac{{\mathrm{\ξ}}_c^{\left(t\right)}}{{\mathrm{\ξ}}_r^{\left(t\right)}}=\frac{g_{\mathrm{rp}}\frac{\∂C}{{\∂p}_c}|(p_c^{\left(t\right)},p_r^{\left(t\right)})}{g_{\mathrm{cp}}\frac{\∂C}{{\∂p}_r}|(p_c^{\left(t\right)},p_r^{\left(t\right)})}=\frac{1}{\mathrm{\φ}}\frac{\frac{\∂C}{{\∂p}_c}|(p_c^{\left(t\right)},p_r^{\left(t\right)})}{\frac{\∂C}{{\∂p}_r}|(p_c^{\left(t\right)},p_r^{\left(t\right)})};$S4、进行联合感知探测，认知发射端和认知中继通过实时比较各自的通信速率增长效率来对各自的发射功率进行迭代更新，直到收到主用户的报警信号后停止，即，当则表明相对于p_r，增加p_c更能获得更大的速率增长效率，当则表明相对于p_c，增加p_r更能获得更大的速率增长效率，当则表明相对于p_r，增加p_c更能获得更大的速率增长效率。