專利名稱：一種非理想感知認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中能效優(yōu)先的信道聚合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中信道聚合方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及非理想感知認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中能效優(yōu)先的信道聚合方法。
背景技術(shù)：
認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中包含主用戶和次用戶兩類用戶:主用戶為網(wǎng)絡(luò)中固有的具有頻譜授權(quán)的用戶；而次用戶沒有頻譜授權(quán)但具有認(rèn)知能力，它能通過(guò)頻譜感知來(lái)機(jī)會(huì)式地利用當(dāng)前未被主用戶占用的頻譜進(jìn)行傳輸，同時(shí)要盡量避免對(duì)主用戶產(chǎn)生干擾，即對(duì)主用戶提供保護(hù)。信道聚合技術(shù)允許認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的次用戶聚合多個(gè)當(dāng)前未被主用戶占用的空閑信道同時(shí)進(jìn)行傳輸，以支持高數(shù)據(jù)速率的服務(wù)，有效增強(qiáng)頻譜利用率。另一方面，傳統(tǒng)的無(wú)線通信主要關(guān)注譜效，而隨著綠色通信的需求越來(lái)越大，能效優(yōu)化逐漸得到重視。因此，如何設(shè)計(jì)能效優(yōu)先的信道聚合方法是一個(gè)重要的研究課題。《個(gè)人無(wú)線移動(dòng)通信國(guó)際會(huì)議》(IEEEInternational Symposium onPersonal, Indoor and Mobile Radio Communications, pp.1257-1261，2009)中提到了一種非理想感知認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中具有最優(yōu)感知時(shí)間和功率分配的信道聚合方法，但該方法僅考慮了吞吐量效率，能效優(yōu)先信道聚合方法尚待研究?！秶?guó)際電子與電氣工程師協(xié)會(huì)廣播匯刊》(IEEETrans.Broadcasting, vol.57, n0.3，pp.718-720，2011)中提到了一種非同步幀結(jié)構(gòu)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中能效優(yōu)先的信道聚合方法，包括最優(yōu)傳輸時(shí)間和功率分配設(shè)計(jì)。不過(guò)該方法未考慮對(duì)感知時(shí)間的優(yōu)化和感知能耗對(duì)能效的影響，同時(shí)忽略了感知的動(dòng)態(tài)性，僅簡(jiǎn)單假設(shè)次用戶已獲得若干空閑信道。此外，非同步幀結(jié)構(gòu)易導(dǎo)致次用戶傳輸被意外中斷，無(wú)法充分保護(hù)主用戶，所以有必要研究同步幀結(jié)構(gòu)認(rèn)知無(wú)線系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，由于非理想感知的影響，次用戶必須對(duì)主用戶提供充分的保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種非理想感知認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中能效優(yōu)先的信道聚合方法，以在滿足次用戶最大傳輸功率和最小速率需求以及對(duì)主用戶的保護(hù)約束條件下最大化系統(tǒng)能效。本發(fā)明非理想感知認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中能效優(yōu)先的信道聚合方法，對(duì)信道聚合過(guò)程中信道感知階段的感知時(shí)間和信道接入階段的功率分配進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，其特征在于次用戶依次執(zhí)行以下步驟:第一步:設(shè)當(dāng)前感知時(shí)間τ e (0，T),當(dāng)前信道接入向量a = Ha1, a2，…，aN],Bi e {0(不接入)，1(接入)}表征次用戶對(duì)信道i的感知和對(duì)應(yīng)的接入判決結(jié)果，P =[Pl, P2,…，Pn]為功率分配向量，N為感知信道總數(shù)，T為幀長(zhǎng)；計(jì)算最小和最大單位能耗價(jià)格參數(shù)Xmin和λ _， 分別為由最小單位能耗價(jià)格參數(shù)計(jì)算公式
權(quán)利要求
1.一種非理想感知認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中能效優(yōu)先的信道聚合方法，其特征在于次用戶依次執(zhí)行以下步驟: 第一步:設(shè)當(dāng)前感知時(shí)間τ e (O, T),當(dāng)前信道接入向量a = [a1； a2,…，aN],Bi e {0(不接入)，1(接入)}表征次用戶對(duì)信道i的感知和對(duì)應(yīng)的接入判決結(jié)果，P =[Pl, P2,…，Pn]為功率分配向量，N為感知信道總數(shù)，T為幀長(zhǎng)；計(jì)算最小和最大單位能耗價(jià)格參數(shù)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非理想感知認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中能效優(yōu)先的信道聚合方法，特征是針對(duì)同步幀結(jié)構(gòu)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，在保證對(duì)主用戶提供充分保護(hù)的前提下，同時(shí)考慮次用戶感知能耗和感知?jiǎng)討B(tài)性對(duì)能效的影響，以最大化系統(tǒng)能效為目標(biāo)，將信道聚合過(guò)程中信道感知階段的感知時(shí)間和信道接入階段的功率分配進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，兼顧次用戶最大功率預(yù)算和最小速率需求，基于非線性分式規(guī)劃理論和參數(shù)化方法，給出最優(yōu)的感知時(shí)間和功率分配方案。本發(fā)明方法以嚴(yán)格定義的能效為優(yōu)化目標(biāo)，在保證次用戶服務(wù)質(zhì)量(QoS)的同時(shí)，能夠最大化系統(tǒng)能效。仿真結(jié)果表明，本發(fā)明信道聚合方法能夠得到唯一最優(yōu)感知時(shí)間和最優(yōu)功率分配，適用于低功率低QoS的用戶。
文檔編號(hào)H04W28/22GK103200625SQ20131012833
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者李磊, 方彬, 周武旸 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)