本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的能量消耗。
背景技術(shù)：
：認(rèn)知無線電(CognitiveRadio,CR)是一種能夠有效提高無線頻譜利用率的技術(shù)。在認(rèn)知無線電系統(tǒng)中，次用戶接入授權(quán)頻譜有三種方式。第一種為機(jī)會頻譜接入(OpportunisticSpectrumAccess，OSA)：次用戶只在檢測到主用戶信道空閑時才接入；第二種為頻譜共享(SpectrumSharing，SS)：采用干擾功率作為約束條件來保證主用戶的服務(wù)質(zhì)量(QoS)，使次用戶能夠與主用戶同時接入相同的授權(quán)頻譜；第三種為基于感知的頻譜共享(Sensing-basedSS)：次用戶首先進(jìn)行頻譜感知，然后根據(jù)感知結(jié)果決定發(fā)送信號功率的大小。由于人們對高速率無線服務(wù)需求的持續(xù)增長，當(dāng)前的無線系統(tǒng)在能量消耗方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。特別是對于依靠電池供能的移動終端，由于電池技術(shù)的發(fā)展滯后于無線技術(shù)的發(fā)展，能量消耗問題顯得更加嚴(yán)重。因此，關(guān)注認(rèn)知無線電傳輸中的能量消耗問題顯得尤為重要。對于基于感知的認(rèn)知無線電系統(tǒng)，在保證主用戶的服務(wù)質(zhì)量前提下，當(dāng)一個數(shù)據(jù)幀長度固定時，為了減少能量消耗，除開合理設(shè)計(jì)感知時間和數(shù)據(jù)傳輸時間外，優(yōu)化分配信道和功率也十分重要。一些文獻(xiàn)已經(jīng)對認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的能量消耗問題進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[SUNX,TSANGDHK.Energy-efficientcooperativesensingschedulingformulti-bandcognitiveradionetworks[J].IEEETransactionsWirelessCommunications,2013,12(10):4943-4955.]聯(lián)合考慮信道容量、期望檢測概率及信噪比，利用復(fù)雜的三步方法解決多信道調(diào)度問題以實(shí)現(xiàn)能耗、性能與頻譜機(jī)會均衡。文獻(xiàn)[ERYIGITS,BAYHANS,TUGCUT.Energy-efficientmultichannelcooperativesensingschedulingwithheterogeneouschannelconditionsforcognitiveradionetworks[J].IEEETransactionsVehicularTechnology,2013,62(6):2690-2699.]在信道保護(hù)約束下最小化感知過程總能耗，通過調(diào)度用戶信道組決定對應(yīng)的感知時長，以及能量與感知準(zhǔn)確度的均衡。但是，上述文獻(xiàn)主要關(guān)注多信道的協(xié)作感知調(diào)度問題，僅對頻譜感知和感知結(jié)果報告的能量消耗優(yōu)化，沒有結(jié)合傳輸數(shù)據(jù)的能量消耗。此外，在報告時假設(shè)所有次用戶的信噪比是服從某一分布隨機(jī)產(chǎn)生的，這不完全適合實(shí)際網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。本發(fā)明則針對這些問題提出了一種新型的能量消耗優(yōu)化方案。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在解決以上現(xiàn)有技術(shù)的問題。提出了一種通過合理的信道與功率分配就能夠獲得更大的收益，從而提高能量效率的基于多用戶多信道感知的頻譜共享能量消耗優(yōu)化方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于多用戶多信道感知的頻譜共享能量消耗優(yōu)化方法，所述多用戶多信道感知處于認(rèn)知多址接入系統(tǒng)中，其包括以下步驟：101、在認(rèn)知多址接入系統(tǒng)中，獲取τ、Θ、P(0)及P(1)，其中τ表示次用戶的感知時間，Θ表示信道分配矩陣，P(0)和P(1)表示功率分配矩陣,利用η(τ,Φ,P(0),P(1))表示認(rèn)知多址接入系統(tǒng)中次用戶的能量消耗：η(τ,Θ,P(0),P(1))＝E(τ,P(0),P(1))/C(τ,Θ,P(0),P(1))；C(τ,Θ,P(0),P(1))表示一個幀周期的平均發(fā)送的數(shù)據(jù)，E(τ,P(0),P(1))表示一個幀周期的平均能量消耗，Θ表示信道分配矩陣；102、對步驟101的次用戶的能量消耗η(τ,Φ,P(0),P(1))進(jìn)行凸松弛并轉(zhuǎn)化為一個含參數(shù)λ的線性問題，即函數(shù)F(λ)；103、通過二分法及凸優(yōu)化法求得函數(shù)F(λ)的最小值λ*，即次用戶能量消耗的最小值，完成能量消耗優(yōu)化。進(jìn)一步的，所述函數(shù)F(λ)為一個關(guān)于λ的單調(diào)遞減函數(shù)，λ是轉(zhuǎn)化為線性問題而引人的一個輔助參數(shù)變量，在一個包含λ*的區(qū)間[λmin,λmax]內(nèi)，λmin表示下限，λmax表示上限，采用二分法來找出λ*，λ*表示能量消耗的最小值，算法如下：；第一步：確定區(qū)間[λmin,λmax]，驗(yàn)證F(λmin)·F(λmax)＜0，給定精確度ε；第二步：λ＝(λmin+λmax)/2；第三步：采用凸優(yōu)化法，求解式F(λ)，并計(jì)算出F(λ)。第四步：1)若F(λ)＝0，則λ＝λ*；2)若F(λmin)·F(λ)＜0，則令λmax＝λ；3)若F(λ)·F(λmax)＜0，則令λmin＝λ。第五步：判斷是否達(dá)到精確度：若｜λmin-λmax|＜ε，則得到λ*，否則重復(fù)第二步到第四步。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：本發(fā)明在認(rèn)知多址接入系統(tǒng)中，通過對感知時間、信道和功率聯(lián)合優(yōu)化來減少次用戶的能量消耗。采用本發(fā)明的優(yōu)化方法能夠使次用戶的能量消耗相對于多用戶多信道的機(jī)會頻譜接入更少。附圖說明圖1是本發(fā)明提供優(yōu)選實(shí)施例不同信道數(shù)目下感知時間對能量消耗的影響；圖2為不同次用戶數(shù)目下感知時間對能量消耗的影響；圖3為不同平均干擾功率約束下感知時間對能量消耗的影響；圖4為不同主用戶空閑概率下干擾功率門限對能量消耗的影響；圖5為不同信道數(shù)目下感知時間對能量消耗的影響；圖6為不同平均干擾功率約束下感知時間對能量消耗的影響；圖7為不同平均干擾功率約束下感知時間對能量消耗的影響；圖8為不同平均干擾功率約束下感知時間對能量消耗的影響。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，本發(fā)明提出一種基于多用戶多信道感知的頻譜共享能量消耗優(yōu)化方案，考慮認(rèn)知無線電系統(tǒng)中多個次用戶同時感知和接入多個主用戶信道時，通過對次用戶的感知時間、信號功率以及主用戶信道的合理分配來減少系統(tǒng)的能量消耗。本發(fā)明的技術(shù)解決方案包括以下步驟：步驟一、該方案的系統(tǒng)由K個次用戶和N個主用戶信道組成，并且K個次用戶能夠同時接入這N個主用戶信道，即構(gòu)成一個認(rèn)知多址接入系統(tǒng)。由于次用戶在接入主用戶信道之前會進(jìn)行頻譜感知，因此次用戶的一個數(shù)據(jù)幀周期就包含感知時間和數(shù)據(jù)傳輸時間。數(shù)據(jù)幀周期和感知時間分別用T和τ表示，那么一個幀周期內(nèi)次用戶的數(shù)據(jù)傳輸時間就為T-τ。步驟二、K個次用戶根據(jù)不同的信道感知結(jié)果來分配不同的功率在N個主用戶信道上進(jìn)行傳輸。如果檢測到第n(1≤n≤N)個信道空閑，次用戶k(1≤k≤K)將采用較高功率的Pn,k(0)進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)，否則采用相對較低功率的Pn,k(1)發(fā)送數(shù)據(jù)。假設(shè)信道為平坦衰落，對于信道n，主用戶發(fā)射機(jī)與次用戶k接收機(jī)之間，次用戶k發(fā)射機(jī)與次用戶k接收機(jī)之間，次用戶k發(fā)射機(jī)與主用戶接收機(jī)之間的信道功率增益分別表示為且具有遍歷性和平穩(wěn)性。次用戶接收端的噪聲服從零均值，方差為σ2的獨(dú)立同分布的循環(huán)對稱復(fù)高斯分布。根據(jù)信道檢測結(jié)果的二元性，第n個信道的虛警概率表示為[LIANGYC,ZENGY,PEHECY,etal.Sensing-throughputTradeoffforCognitiveRadioNetworks[J].IEEETransactionsWirelessCommunications,2008,7(4):1326–1337.]其中，τ為感知時間，γn為次用戶接收機(jī)在信道n上接收到的信噪比(SNR)，fs表示抽樣頻率，表示次用戶在信道n的檢測概率。步驟三、為了避免不同次用戶之間的干擾，在一個數(shù)據(jù)幀周期內(nèi)，每個信道最多只能分配給一個次用戶，而每個次用戶可以同時在多個信道上發(fā)送數(shù)據(jù)。用θn,k∈{1,0}表示信道分配指示符。當(dāng)信道n分配給次用戶k時，θn,k為1，否則為0。信道分配矩陣其滿足Σk∈Kθn,k≤1,∀k∈K,n∈N---(2)]]>步驟四、系統(tǒng)中的能量消耗包括發(fā)送信號功率，電路功率(即信號處理和其他部分產(chǎn)生的能量消耗)。例如，模數(shù)/數(shù)模(AD/DA)轉(zhuǎn)換，變頻器，混頻器，合成器等[ISHEDENC,FETTWEISGP.Energy-efficientmulti-carrierlinkadaptationwithsumrate-dependentcircuitpower[C]//IEEEGLOBECOM,2010:1-6.]。因此，一個數(shù)據(jù)幀周期內(nèi)的功率消耗為[CUIS,GOLDSMITHAJ,BAHAIA.Energy-constrainedmodulationoptimization[J].IEEETransactionsWirelessCommunications,2005,4(5):2349-2360.]Pt(n,k)(0)=ξζPn,k(0)+Pc---(3)]]>Pt(n,k)(1)=ξζPn,k(1)+Pc---(4)]]>其中，ζ為功率放大器(PA)的轉(zhuǎn)換效率，ξ為功率放大器的峰均比(PAR)，Pc為電路功率。由于頻譜感知是非理想的，因此，基于頻譜感知的結(jié)果和主用戶在每個信道的實(shí)際狀態(tài)，次用戶分別有4種不同的瞬時傳輸速率。用傳輸速率r的第一個下標(biāo)表示主用戶的實(shí)際狀態(tài)(0表示空閑，1表示占用)，第二個下標(biāo)表示次用戶的判決結(jié)果(0表示空閑，1表示占用)。當(dāng)次用戶成功檢測到主用戶的空閑狀態(tài)時第k個次用戶在信道n的速率為r00(n,k)=θn,klog2(1+gss(n,k)Pn,k(0)σ2)---(5)]]>當(dāng)次用戶沒能檢測到主用戶的空閑狀態(tài)時第k個次用戶在信道n的速率為r01(n,k)=θn,klog2(1+gss(n,k)Pn,k(1)σ2)---(6)]]>當(dāng)次用戶沒能檢測到主用戶的占用狀態(tài)時第k個次用戶在信道n的速率為r10(n,k)=θn,klog2(1+gss(n,k)Pn,k(0)gps(n,k)Pp,n+σ2)---(7)]]>當(dāng)次用戶成功檢測到主用戶的占用狀態(tài)時第k個次用戶在信道n的速率為r11(n,k)=θn,klog2(1+gss(n,k)Pn,k(1)gps(n,k)Pp,n+σ2)---(8)]]>其中，Pp,n為主用戶在信道n的發(fā)送信號功率，σ2＝N0BNf為接收機(jī)端的噪聲。N0為單邊功率譜密度，B為信道帶寬，Nf為噪聲系數(shù)。步驟五、次用戶k在信道n上的平均吞吐量為Cn,k=αn,k(0)r00(n,k)+αn,k(1)r01(n,k)+βn,k(0)r10(n,k)+βn,k(1)r11(n,k)---(9)]]>其中，這里，H0,n為主用戶在信道n的空閑概率，H1,n為主用戶占用信道n的概率。由式(9)可以得到次用戶k在N個信道上，一個幀周期內(nèi)的平均發(fā)送的數(shù)據(jù)Ck=E[Σn=1N(T-τ)Cn,k]---(11)]]>那么K個次用戶在N個信道上，一個幀周期的平均發(fā)送的數(shù)據(jù)就為C(τ,Θ,P(0),P(1))=Σk=1KCk---(12)]]>其中，E[·]表示期望運(yùn)算，和為功率分配矩陣。次用戶k在信道n的平均功率消耗為Pn,k=αn,k(0)Pt(n,k)(0)+αn,k(1)Pt(n,k)(1)+βn,k(0)Pt(n,k)(0)+βn,k(1)Pt(n,k)(1)---(13)]]>因此，次用戶k在N個信道上，一個幀周期的平均能量消耗為Ek=E[NPsensτ+Σn=1N(T-τ)Pn,k]---(14)]]>其中，Psens為感知功率。K個次用戶在N個信道上，一個幀周期的平均能量消耗為E(τ,P(0),P(1))=Σk=1KEk---(15)]]>由于次用戶受到自身的功率預(yù)算限制，考慮平均發(fā)送功率約束是十分必要的。其約束條件可以表示為T-τTE[Σn=1N[αn,k(0)Pn,k(0)+αn,k(1)Pn,k(1)+βn,k(0)Pn,k(0)+βn,k(1)Pn,k(1)]]≤Pm,∀k∈K---(16)]]>其中，Pm表示次用戶的最大平均發(fā)送功率。認(rèn)知無線電系統(tǒng)中，保證主用戶的服務(wù)質(zhì)量具有最高優(yōu)先級，需要考慮次用戶對主用戶的干擾。根據(jù)前面的分析，次用戶k的平均干擾功率約束可以表示為T-τTE[gsp(n,k)βn,k(0)Pn,k(0)+gsp(n,k)βn,k(1)Pn,k(1)]≤PL,∀n∈N---(17)]]>其中，PL為主用戶在信道n上能夠容忍的最大平均干擾功率。綜上所述，能量消耗優(yōu)化問題可以表述為minτ,Θ,P(0),P(1)η(τ,Θ,P(0),P(1))=E(τ,P(0),P(1))C(τ,Θ,P(0),P(1))s.t.Pn,k(0)≥0,Pn,k(1)≥0(2),(16),(17)---(18)]]>由于θn,k∈{1,0}，導(dǎo)致能量消耗優(yōu)化問題是一個非凸整型組合分式規(guī)劃問題。為了求得最優(yōu)解，對式(18)進(jìn)行凸松弛。根據(jù)文獻(xiàn)[WONGCY,CHENGRS,LATAIEFKB,etal.MultiuserOFDMwithadaptivesubcarrier,bit,andpowerallocation[J].IEEEJournalSelectedAreasinCommunications,1999,17(10):1747-1758.],把離散的轉(zhuǎn)化為連續(xù)的其滿足μn,k∈[0,1],Σk∈Kμn,k≤1,∀k∈K,n∈N---(19)]]>因此，式(5)(6)(7)(8)的速率表達(dá)式修改為r~00(n,k)=μn,klog2(1+gss(n,k)Pn,k(0)μn,kσ2)---(20)]]>r~01(n,k)=μn,klog2(1+gss(n,k)Pn,k(1)μn,kσ2)---(21)]]>r~10(n,k)=μn,klog2(1+gss(n,k)Pn,k(0)gps(n,k)Pp,n+μn,kσ2)---(22)]]>r~11(n,k)=μn,klog2(1+gss(n,k)Pn,k(0)gps(n,k)Pp,n+μn,kσ2)---(23)]]>上式中的μn,k可以理解為一個信道上的頻譜共享[WONGCY,CHENGRS,LATAIEFKB,etal.MultiuserOFDMwithadaptivesubcarrier,bit,andpowerallocation[J].IEEEJournalSelectedAreasinCommunications,1999,17(10):1747-1758.]。為了符號統(tǒng)一，用代替式(18)中的E。因此，式(18)就轉(zhuǎn)化為minτ,U,P(0),P(1)η~(τ,U,P(0),P(1))=E~(τ,P(0),P(1))C~(τ,U,P(0),P(1))s.t.Pn,k(0)≥0,Pn,k(1)≥0(16),(17),(19)---(24)]]>由于感知時間τ在(0,T)范圍內(nèi)，可以采用一維的窮舉搜索來獲得最佳感知時間，其表示為τopt=argminτη~(τ,U,P(0),P(1))---(25)]]>然后，最優(yōu)的信道及功率分配U*、P(0)*和P(1)*表示為[U*,P(0)*,P(1)*]=[U,P(0),P(1)]τ=τopt---(26)]]>對于U、P(0)、P(1),式(24)是一個非線性分式規(guī)劃問題。利用分式規(guī)劃理論，引入一個參數(shù)λ，將其轉(zhuǎn)化為一個含參數(shù)的線性問題，得到下面這個函數(shù)minτ,U,P(0),P(1)L(λ,U,P(0),P(1);τ)=E~(τ,P(0),P(1))-λC~(τ,U,P(0),P(1))s.t.Pn,k(0)≥0,Pn,k(1)≥0(16),(17),(19)---(27)]]>這里，τ被當(dāng)成一個常量。定義F(λ)=min{E~(τ,P(0),P(1))-λC~(τ,U,P(0),P(1))}---(28)]]>根據(jù)Dinkelbach的關(guān)于非線性分式規(guī)劃的研究[DINKELBACHW.OnNonlinearFractionalProgramming[J].Management.Science,1967,13(7):492-498.]，當(dāng)且僅當(dāng)F(λ*)=F(λ*,U*,P(0)*,P(1)*)=min{E~(τ,P(0),P(1))-λ*C~(τ,U,P(0),P(1))}=0---(29)]]>那么式(24)和式(27)的關(guān)系為λ*=E~(τ,P(0)*,P(1)*)/C~(τ,U*,P(0)*,P(1)*)=min{E~(τ,P(0),P(1))/C~(τ,U,P(0),P(1))}---(30)]]>證明如下，充分性：當(dāng)時，必要性：證明完畢。也就是說，λ*為式(24)的解，即最小值，且在(U*,P(0)*,P(1)*)處取得。下面，將介紹如何求解λ*。首先，證明F(λ)是一個關(guān)于λ的單調(diào)遞減函數(shù)。設(shè)λ1＜λ2，F(xiàn)(λ1)=min{E~(τ,P(0),P(1))-λ1C~(τ,U,P(0),P(1))}=E~(τ,P(0)(λ1),P(1)(λ1))-λ1C~(τ,U(λ1),P(0)(λ1),P(1)(λ1))>E~(τ,P(0)(λ1),P(1)(λ1))-λ2C~(τ,U(λ1),P(0)(λ1),P(1)(λ1))>min{E~(τ,P(0),P(1))-λ2C~(τ,U,P(0),P(1))}=F(λ2)---(31)]]>因此，F(xiàn)(λ)是一個關(guān)于λ的單調(diào)遞減函數(shù)。在一個包含λ*的區(qū)間[λmin,λmax]內(nèi)，采用二分法來找出λ*。算法如下：第一步：確定區(qū)間[λmin,λmax]，驗(yàn)證F(λmin)·F(λmax)＜0，給定精確度ε。第二步：λ＝(λmin+λmax)/2。第三步：采用凸優(yōu)化技術(shù)，求解式(27)，并計(jì)算出F(λ)。第四步：1)若F(λ)＝0，則λ＝λ*；2)若F(λmin)·F(λ)＜0，則令λmax＝λ；3)若F(λ)·F(λmax)＜0，則令λmin＝λ。第五步：判斷是否達(dá)到精確度：若|λmin-λmax|＜ε，則得到λ*，否則重復(fù)第二步到第四步。參數(shù)ε是預(yù)先設(shè)定的一個極小值，只要確定了λ*，那么也將獲得對應(yīng)的最優(yōu)信道及功率配置。下面對所提的能量消耗優(yōu)化方案進(jìn)行仿真分析。仿真試驗(yàn)中，數(shù)據(jù)幀周期T＝100ms，抽樣頻率為6MHz，每個信道的帶寬為6MHz且不相互重疊。對于所有的信道，次用戶感知時所接收到的信噪比(最差情況)為-20dB，次用戶的檢測概率為0.9。次用戶的最大平均發(fā)送功率Pm為10dBW，主用戶在信道n上的發(fā)送功率Pp,n為10mW。雙邊噪聲功率譜密度N0/2為-204dBW/Hz，噪聲系數(shù)Nf為10dB，感知功率Psens為110mW，電路功率Pc為210mW，功率放大器的峰均比ξ為6dB，轉(zhuǎn)換效率ζ為0.35。圖1為不同信道數(shù)目下感知時間對能量消耗的影響。主用戶信道的空閑概率H0,n＝0.8，最大平均干擾功率PL＝-5dBW，次用戶數(shù)目K＝5。從圖中可以看出，能量消耗是關(guān)于感知時間τ的一個凸函數(shù)，因此存在最優(yōu)的τ。此外，最小能量消耗的值隨著信道數(shù)目的增加而減少。這是因?yàn)?，?dāng)信道數(shù)目增加時，較高質(zhì)量的信道(次用戶鏈路之間增益較高，而次用戶到主用戶以及主用戶到次用戶鏈路之間增益較低)數(shù)目也會隨之增加，通過合理的信道與功率分配就能夠獲得更大的收益，從而提高能量效率。雖然能量消耗隨著信道數(shù)目的增加而減少，但是最優(yōu)感知時間只在很小的范圍內(nèi)變化，這一特點(diǎn)對于設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議十分有用。例如，對于不同的信道數(shù)目，可以設(shè)定一個固定的最優(yōu)感知時間，以減少硬件參數(shù)的調(diào)整。圖2為不同次用戶數(shù)目下感知時間對能量消耗的影響。主用戶空閑概率和最大平均干擾功率與圖1設(shè)置相同，信道數(shù)目N＝9。從圖中可以看出，最小能量消耗隨著次用戶數(shù)目增加而增加。雖然信道數(shù)目不變，但是次用戶數(shù)目的增加，導(dǎo)致次用戶之間競爭加劇，相對于每個次用戶來說，消耗了相同的感知能量，可分配的信道數(shù)目卻減少了。因此，信道與功率分配的收益就會降低，從而使能量消耗增加。從圖中還可以看出，最優(yōu)感知時間與圖1具有相同的特點(diǎn)。圖3為不同平均干擾功率約束下感知時間對能量消耗的影響。H0,n＝0.8,N＝9,K＝5。當(dāng)主用戶能夠容忍更高的干擾功率時，能量消耗和最優(yōu)感知時間同時減少。當(dāng)干擾約束條件越苛刻時，為了減少對主用戶的干擾，次用戶需要花費(fèi)更長的時間感知信道來獲得更高的頻譜感知準(zhǔn)確度。圖4為MMSSS與多用戶多信道的機(jī)會頻譜接入(MMOSA)(即MMSSS中，Pn,k(1)＝0)進(jìn)行比較，后者在實(shí)際的認(rèn)知無線電系統(tǒng)中被廣泛的應(yīng)用，其嚴(yán)格禁止次用戶與主用戶在相同的信道同時進(jìn)行傳輸。這里，N＝9，K＝5。從圖中可以看出，在相同的主用戶空閑概率下，MMOSA比MMSSS消耗了更多的能量。由于在相同的發(fā)送功率預(yù)算下，MMSSS使次用戶有更多的機(jī)會發(fā)送數(shù)據(jù)，提供了更高的吞吐量。因此，能量消耗比MMOSA低。如果干擾功率約束越苛刻，兩種方式之間的差距越小。這是因?yàn)?，?dāng)干擾功率約束門限值非常低時，次用戶檢測到主用戶活躍時只能采用更低的Pn,k(1)，幾乎接近于0，使其只能發(fā)送很少的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致MMSSS中的次用戶的發(fā)送功率主要被分配在檢測到主用戶空閑的時間段，幾乎與MMOSA相同。當(dāng)主用戶的空閑概率越小時，兩種方式之間的差距會越大。這表明，在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)主用戶很少空閑時，MMSSS將具有更大的優(yōu)勢，這一點(diǎn)是十分重要的。因此，在未來空閑頻譜越來越少時，MMSSS是一種提高頻譜效率的重要方式。為了更好的比較MMSSS與MMOSA的性能，因此把這兩種接入方式下的感知時間與能量消耗的關(guān)系放在了同一張圖上。圖5中，K＝5，H0,n＝0.8，PL＝-5dBW。圖6中，N＝9，K＝5，H0,n＝0.8。從這兩張圖中可以看出，MMSSS的性能優(yōu)于MMOSA。當(dāng)干擾功率門限值越小時，它們之間的差距越小。這是因?yàn)?，對于MMSSS，當(dāng)主用戶占用信道時，為了保護(hù)主用戶系統(tǒng)，次用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的機(jī)會就會隨著干擾功率門限值降低而減少。因此，總結(jié)出MMOSA為MMSSS的一個特例，即MMSSS中次用戶檢測到主用戶占用信道時，發(fā)送功率為0。圖7和圖8分別為在H0,n＝0.6，H0,n＝0.4下感知時間對能量消耗的影響，N＝9，K＝5。從這兩張圖中也可以看出MMSSS的能量消耗低于MMOSA。從圖6，圖7，圖8這三張圖可以得出，最優(yōu)感知時間隨著H0,n值的減少而增加，這是為了確保有害干擾功率在約束條件范圍內(nèi)。當(dāng)H0,n＝0.4時，兩種方式在最優(yōu)感知時間時的性能差距大于H0,n＝0.8和H0,n＝0.6時的差距，這同樣證實(shí)了前面圖4中的分析。以上這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明的記載的內(nèi)容之后，技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3