[发明专利]一种认知无线电网络中多信道功率带宽联合分配方法

摘要

一种认知无线电网络中多信道功率带宽联合分配方法，属于认知无线电技术领域。包括：1)次级用户发送端设定发射功率限制和带宽约束；2)次级用户发送端在信道状态测量模块中通过与次级用户接收端的信令交互和对历史数据的估算获得信道状态信息；3)次级用户发送端设定软干扰约束；4)次级用户发送端在功率带宽决策模块中联合分配功率和带宽实现平均传输速率最大化；5)次级用户发送端利用解析方法求解固定拉格朗日乘子的最优解；6)判断是否完成次级用户发送端与次级用户接收端之间的通信；若未完成通信，则返回2)，继续进行下一个相干时间的信道状态信息检测；若已完成通信，则计算出遍历容量。本发明具有较低的复杂度。

主权项

1.一种认知无线电网络系统，其特征在于：包括一个具有授权频谱的主用户以及一对需要传输信息的次级用户；其中，次级用户又包括次级用户发送端和次级用户接收端；对于次级用户发送端，其包含信道状态测量模块、功率带宽决策模块、信息传输模块；认知无线电网络系统中各组成模块的连接关系如下：信道状态测量模块和功率带宽决策模块相连，功率带宽决策模块与信息传输模块相连；认知无线电网络系统中各组成模块的功能如下：信道状态测量模块的功能是通过次级用户之间的信令交互获得传输信道的信道增益，同时利用通过历史数据估算得到干扰信道的统计信息；功率带宽决策模块的功能是通过引入拉格朗日乘子，求解含有带宽约束、通信时间内功率约束和相干时间内干扰约束的优化问题得到最优的资源分配方案以实现最大遍历容量；信息传输模块的功能是执行所得的资源分配方案，向次级用户接收端发送传输的信息；次级用户采用频谱衬垫模式动态接入主用户的频谱；主用户的可用频谱可被划分为N个子信道，其组成了集合并且每个子信道的带宽均在一个相干带宽内且为W；发射方的次级用户可以通过OFDM中的子载波分配，以一定比例占用每个信道，实现同时在N个信道下传输；这里对于信道xn为占用该信道带宽的比例，xn∈[0，1]；信道的状态在相干时间内是稳定的，且信道之间的增益是独立同分布的；次级用户的整个通信过程会包含着多个相干时间，并且次级用户的通信时长涵盖遍历过程。