本發(fā)明涉及通信信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種認(rèn)知用戶利用主用戶統(tǒng)計(jì)信道信息認(rèn)知無(wú)線全雙工雙向通信系統(tǒng)功率分配方法。
背景技術(shù)：
：隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)頻譜資源的需求也日益增長(zhǎng)，而現(xiàn)有的頻譜資源的靜態(tài)分配方式造成的頻譜資源浪費(fèi)嚴(yán)重。如何有效提升現(xiàn)有頻譜的使用效率成為熱點(diǎn)問(wèn)題。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)由于允許認(rèn)知用戶與主用戶之間同時(shí)同頻共存，可望在很大程度上緩解頻譜資源的嚴(yán)重不足，提升頻譜的利用效率。然而，在認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中，主用戶作為頻段的授權(quán)使用者，其服務(wù)質(zhì)量需要首先得到保證。為此，認(rèn)知用戶需要嚴(yán)格控制其發(fā)送功率，從而導(dǎo)致認(rèn)知用戶的通信質(zhì)量較低。全雙工通信技術(shù)允許通信雙方同時(shí)的信息收發(fā)，為頻譜利用效率的倍增提供了可能。因此，認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)結(jié)合全雙工技術(shù)有望全面提升認(rèn)知用戶的服務(wù)質(zhì)量。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)需要首要保證主用戶的性能，通常需確保認(rèn)知用戶在信息傳輸時(shí)對(duì)主用戶的干擾不得高于干擾門(mén)限。為此，認(rèn)知用戶需要獲知準(zhǔn)確的主用戶瞬時(shí)信道信息進(jìn)行功率控制。實(shí)際上，認(rèn)知用戶往往不能與主用戶進(jìn)行有效的協(xié)作，認(rèn)知用戶無(wú)法獲得準(zhǔn)確的主用戶瞬時(shí)信道信息。而不準(zhǔn)確的信道信息進(jìn)行功率控制勢(shì)必有可能違背主用戶的干擾門(mén)限。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為避免上述問(wèn)題，本發(fā)明以中斷概率作為主用戶的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)推導(dǎo)證明主用戶的中斷概率只與主用戶的統(tǒng)計(jì)信道信息相關(guān)，而統(tǒng)計(jì)信道可較長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定，可通過(guò)傳輸距離等進(jìn)行估計(jì)。因此本發(fā)明方法可避免頻繁的信道估計(jì)帶來(lái)的高復(fù)雜度及不準(zhǔn)確信道信息造成主用戶服務(wù)質(zhì)量得不到保證的情況。本發(fā)明構(gòu)建了以主用戶中斷概率和認(rèn)知用戶極值發(fā)射功率為聯(lián)合約束，以認(rèn)知用戶和容量最大化為目標(biāo)的約束優(yōu)化函數(shù)，可獲得最優(yōu)的功率分配。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出一種基于統(tǒng)計(jì)信道信息的認(rèn)知全雙工功率分配方法，所述方法包括如下步驟：S1、獲取認(rèn)知用戶發(fā)射功率與主用戶服務(wù)質(zhì)量之間的條件關(guān)系，構(gòu)建主用戶中斷概率約束函數(shù)；S2、建立以主用戶中斷概率條件和認(rèn)知用戶極值發(fā)射功率條件為約束、以認(rèn)知用戶和容量最大化為目標(biāo)的約束優(yōu)化函數(shù)；S3、在首先不考慮認(rèn)知用戶極值功率約束條件下，判斷最優(yōu)功率存在于主用戶約束條件的邊界，將約束優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為單變量無(wú)約束優(yōu)化函數(shù)；S4、利用一維搜索尋找第一認(rèn)知用戶發(fā)射功率的可行解，并計(jì)算第二認(rèn)知用戶發(fā)射功率的可行解；S5、基于認(rèn)知用戶的最大功率限制，對(duì)所獲得的認(rèn)知用戶發(fā)射功率進(jìn)行修正。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述步驟S1的獲取認(rèn)知用戶發(fā)射功率與主用戶服務(wù)質(zhì)量之間的條件關(guān)系，構(gòu)建主用戶中斷概率約束函數(shù)具體包括：認(rèn)知用戶在共享主用戶頻譜的過(guò)程中，主用戶的中斷概率Pout不高于門(mén)限值即第一認(rèn)知用戶及第二認(rèn)知用戶的發(fā)射功率應(yīng)滿足：Pout=Pr(log2(1+γP)<RP)≤POutThr---(2)]]>式中RP表征主用戶的速率要求，Pr表征該事件發(fā)生的概率，當(dāng)速率低于RP時(shí)，無(wú)法滿足主用戶的速率要求，主用戶傳輸發(fā)生中斷，為主用戶的接收信干噪比，P1和P2分別表示第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶的發(fā)射功率，h1P和h2P分別表示兩認(rèn)知用戶到主用戶之間的干擾信道，hPP表示主用戶的傳輸信道，PP為主用戶的發(fā)射功率，N0為主用戶接收機(jī)端的噪聲功率；對(duì)上式(2)進(jìn)行計(jì)算，可得C(1+AP1)(1+BP2)≥P‾OutThr---(3)]]>式中及和分別表示相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信道信息方差的倒數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述步驟S2的建立以主用戶中斷概率條件和認(rèn)知用戶極值發(fā)射功率條件為約束、以認(rèn)知用戶和容量最大化為目標(biāo)的約束優(yōu)化函數(shù)具體包括：以認(rèn)知用戶的和容量最大化為目標(biāo)，建立最優(yōu)發(fā)射功率的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，：(P1Best,P2Best)=argmaxP1,P2Σi=12log2(1+γSi)---(4)]]>式中，γS1和γS2表示第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶的接收信干噪比，分別表示為：γS1=P2|h21|2P1|h11|2+(PP|hP1|2+N0)---(5)]]>γS2=P1|h12|2P2|h22|2+(PP|hP2|2+N0)---(6)]]>式中，h12和h21分別表示第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶之間的傳輸信道，hp1和hp2分別表示主用戶到第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶的干擾信道,h11和h22分別表示第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶的自干擾信道；認(rèn)知用戶的發(fā)射功率不僅需要滿足主用戶中斷概率條件，還受到極值功率的限制，為此建立如下約束優(yōu)化函數(shù)：(P1Best,P2Best)=argmaxP1,P2Σi=12log2(1+γSi)]]>s.t.C(1+AP1)(1+BP2)≥P‾OutThr---(7)]]>P1≤P1max;P2≤P2max]]>式中，P1max和分別表征第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶的極值發(fā)射功率限制。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述步驟S3的將約束優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為單變量無(wú)約束優(yōu)化函數(shù)具體包括：首先不考慮極值發(fā)射功率限制，對(duì)于上述優(yōu)化函數(shù)，最優(yōu)的功率分配方案滿足下述條件則存在因子ε＞1，使得成立。令則當(dāng)認(rèn)知用戶以功率及發(fā)送信號(hào)時(shí)，主用戶的中斷概率限制依然滿足，此時(shí)第一認(rèn)知用戶與第二認(rèn)知用戶接收信干噪比為γ^S1=P2Best|h21|2P1Best|h11|2+1ϵ(PP|hP1|2+N0)---(8)]]>γ^S2=P1Best|h12|2P2Best|h22|2+1ϵ(PP|hP2|2+N0)---(9)]]>當(dāng)認(rèn)知用戶發(fā)射功率最優(yōu)時(shí)，中斷概率限制條件應(yīng)滿足等式條件，即優(yōu)化函數(shù)(4)可等效為(P1Best,P2Best)=argmaxP1,P2Σi=12log2(1+γSi)s.t.C(1+AP1)(1+BP2)=P‾OutThr---(10)]]>根據(jù)等式約束條件，第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶的功率應(yīng)滿足：P2=αP1+1/A-1B---(11)]]>式中代入到前述約束優(yōu)化函數(shù)并整理，得如下關(guān)于P1的無(wú)約束優(yōu)化函數(shù)，即P1Best=argmaxP1Σi=14(-1)i-1log2(αiP12+βiP1+γi)---(12)]]>式中，α1＝|h11|2，β1＝PP|hP1|2+|h11|2/A-|h21|2/B+N0，γ1＝(PP|hP1|2+N0)/A+(α-1/(AB))|h21|2，α2＝α1，β2＝PP|hP1|2+|h11|2/A+N0，γ2＝(PP|hP1|2+N0)/A，α3＝|h12|2，β3＝PP|hP2|2+|h12|2/A-|h22|2/B，β4＝PP|hP2|2-|h22|2/B，γ3＝(PP|hP2|2+N0)/A+(α-1/(AB))|h22|2，α4＝0，γ4＝γ3。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述步驟S4的利用一維搜索尋找第一認(rèn)知用戶發(fā)射功率的可行解，并計(jì)算第二認(rèn)知用戶發(fā)射功率的可行解具體包括：前述無(wú)約束優(yōu)化函數(shù)(12)是關(guān)于功率P1的單變量無(wú)約束優(yōu)化函數(shù)，為求極值，對(duì)變量P1求一階求導(dǎo)并令導(dǎo)數(shù)為零，可得Σi=14(-1)i-12αiP1+βiαiP12+βiP1+γi=0---(13)]]>該方程為變量P1的一元六次方程，其解用最小化函數(shù)進(jìn)行近似，即minP1|Σi=14(-1)i-12αiP1+βiαiP12+βiP1+γi|---(14)]]>式中|·|表示絕對(duì)值；通過(guò)對(duì)上式的一維搜索，可得認(rèn)知用戶發(fā)射功率的六個(gè)可行解，表示為在求得P1的可行解之后，可以依據(jù)式(11)求得P2的可行解。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述步驟S5的基于認(rèn)知用戶的最大功率限制，對(duì)所獲得的認(rèn)知用戶發(fā)射功率進(jìn)行修正具體包括：認(rèn)知用戶的最優(yōu)發(fā)射功率可通過(guò)如下方式確定：(P1Best,P2Best)=argmaxP∈P1poten,P2∈P2potenΣi=12log2(1+γSi)---(15).]]>本發(fā)明方法提供的一種基于統(tǒng)計(jì)信道信息的認(rèn)知全雙工功率分配方法，構(gòu)建了基于主用戶統(tǒng)計(jì)信道信息的主用戶中斷概率約束關(guān)系，可有效降低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。本發(fā)明方法同時(shí)兼顧主用戶的服務(wù)質(zhì)量約束和認(rèn)知用戶的傳輸性能，可有效明顯提升頻譜的利用效率，有效緩解頻譜資源日趨緊張的現(xiàn)狀。附圖說(shuō)明通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的基于統(tǒng)計(jì)信道信息的認(rèn)知全雙工功率分配方法的流程圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的系統(tǒng)模型圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的認(rèn)知用戶和容量與主用戶發(fā)射功率之間的關(guān)系示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的認(rèn)知用戶和容量與其極值發(fā)射功率限制之間的關(guān)系示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的認(rèn)知用戶和容量與主用戶中斷概率限制之間的關(guān)系示意圖。具體實(shí)施方式下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了能夠更透徹地理解本公開(kāi)，并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出一種基于統(tǒng)計(jì)信道信息的認(rèn)知全雙工功率分配方法，本發(fā)明的認(rèn)知全雙工無(wú)線通信系統(tǒng)包括一個(gè)主用戶以及兩個(gè)以上認(rèn)知用戶，在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，以兩個(gè)認(rèn)知用戶為例，如附圖1所示，所述方法包括如下步驟：S1、獲取認(rèn)知用戶發(fā)射功率與主用戶服務(wù)質(zhì)量之間的條件關(guān)系，構(gòu)建主用戶中斷概率約束函數(shù)；S2、建立以主用戶中斷概率條件和認(rèn)知用戶極值發(fā)射功率條件為約束、以認(rèn)知用戶和容量最大化為目標(biāo)的約束優(yōu)化函數(shù)；S3、在首先不考慮認(rèn)知用戶極值功率約束條件下，判斷最優(yōu)功率存在于主用戶約束條件的邊界，將約束優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為單變量無(wú)約束優(yōu)化函數(shù)；S4、利用一維搜索尋找第一認(rèn)知用戶發(fā)射功率的可行解，并計(jì)算第二認(rèn)知用戶發(fā)射功率的可行解；S5、基于認(rèn)知用戶的最大功率限制，對(duì)所獲得的認(rèn)知用戶發(fā)射功率進(jìn)行修正。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述步驟S1的獲取認(rèn)知用戶發(fā)射功率與主用戶服務(wù)質(zhì)量之間的條件關(guān)系，構(gòu)建主用戶中斷概率約束函數(shù)具體包括：在認(rèn)知全雙工無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中，在主用戶發(fā)射機(jī)至接收機(jī)的通信質(zhì)量得以保證的前提下，第一認(rèn)知用戶與第二認(rèn)知用戶同時(shí)同頻互發(fā)信息，其通信系統(tǒng)模型如圖2所示(實(shí)線表示信息傳輸鏈路，虛線表示干擾鏈路)。由于第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶同時(shí)的信息發(fā)送，會(huì)同時(shí)造成對(duì)主用戶的干擾。此時(shí)，主用戶的接收信干噪比為γP=PP|hPP|2P1|h1P|2+P2|h2P|2+N0---(1)]]>式中，P1和P2分別表示第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶的發(fā)射功率，h1P和h2P分別表示兩認(rèn)知用戶到主用戶之間的干擾信道，hPP表示主用戶的傳輸信道，PP為主用戶的發(fā)射功率，N0為主用戶接收機(jī)端的噪聲功率。在實(shí)際的認(rèn)知系統(tǒng)中，認(rèn)知用戶由于缺少主用戶的協(xié)作，很難精確的獲得主用戶的瞬時(shí)信道信息(即h1P和h2P)，以主用戶瞬時(shí)信道信息為依據(jù)的干擾控制將難以實(shí)現(xiàn)。由于主用戶的統(tǒng)計(jì)信道信息可保證長(zhǎng)時(shí)間不變，因此，如果能利用主用戶的統(tǒng)計(jì)信道信息對(duì)認(rèn)知用戶的干擾進(jìn)行限制，將提升認(rèn)知無(wú)線電的可應(yīng)用性。為此，認(rèn)知用戶在共享主用戶頻譜的過(guò)程中，需保證主用戶的中斷概率Pout不得高于門(mén)限值即第一認(rèn)知用戶及第二認(rèn)知用戶的發(fā)射功率應(yīng)滿足：Pout=Pr(log2(1+γP)<RP)≤POutThr---(2)]]>式中RP表征主用戶的速率要求，Pr表征該事件發(fā)生的概率，當(dāng)速率低于RP時(shí)，無(wú)法滿足主用戶的速率要求，主用戶傳輸發(fā)生中斷，對(duì)上式進(jìn)行計(jì)算，可得C(1+AP1)(1+BP2)≥P‾OutThr---(3)]]>式中及和分別表示相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信道信息，即信道h1P，h2P和hPP方差的倒數(shù)，其往往與通信雙方的距離相關(guān)，因此可保持相對(duì)穩(wěn)定。在此條件約束下，認(rèn)知用戶只需獲取主用戶的統(tǒng)計(jì)信道信息即可對(duì)自身發(fā)射功率進(jìn)行限制從而滿足主用戶的服務(wù)質(zhì)量需求。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述步驟S2的建立以主用戶中斷概率條件和認(rèn)知用戶極值發(fā)射功率條件為約束、以認(rèn)知用戶和容量最大化為目標(biāo)的約束優(yōu)化函數(shù)具體包括：以認(rèn)知用戶的和容量最大化為目標(biāo)，建立最優(yōu)發(fā)射功率的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，：(P1Best,P2Best)=argmaxP1,P2Σi=12log2(1+γSi)---(4)]]>式中，γS1和γS2表示第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶的接收信干噪比，并可分別表示為γS1=P2|h21|2P1|h11|2+(PP|hP1|2+N0)---(5)]]>γS2=P1|h12|2P2|h22|2+(PP|hP2|2+N0)---(6)]]>式中，h12和h21分別表示第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶之間的傳輸信道，hp1和hp2分別表示主用戶到第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶的干擾信道,h11和h22分別表示第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶的自干擾信道。認(rèn)知用戶的發(fā)射功率不僅需要滿足主用戶中斷概率條件，還受到極值功率的限制，為此建立如下約束優(yōu)化函數(shù)：(P1Best,P2Best)=argmaxP1,P2Σi=12log2(1+γSi)]]>s.t.C(1+AP1)(1+BP2)≥P‾OutThr---(7)]]>P1≤P1max;P2≤P2max]]>式中，P1max和分別表征第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶的極值發(fā)射功率限制。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述步驟S3的將約束優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為單變量無(wú)約束優(yōu)化函數(shù)具體包括：為簡(jiǎn)化分析，首先不考慮極值發(fā)射功率限制，對(duì)于上述優(yōu)化函數(shù)，最優(yōu)的功率分配方案滿足下述條件則存在因子ε＞1，使得成立。若令則當(dāng)認(rèn)知用戶以功率及發(fā)送信號(hào)時(shí)，主用戶的中斷概率限制依然滿足，此時(shí)第一認(rèn)知用戶與第二認(rèn)知用戶接收信干噪比為γ^S1=P2Best|h21|2P1Best|h11|2+1ϵ(PP|hP1|2+N0)---(8)]]>γ^S2=P1Best|h12|2P2Best|h22|2+1ϵ(PP|hP2|2+N0)---(9)]]>由于ε＞1，當(dāng)認(rèn)知用戶使用發(fā)射功率及傳輸信號(hào)時(shí)，其接收信干噪比大于采用功率P1Best及時(shí)的信干噪比，因而可獲得更大和容量；因此當(dāng)認(rèn)知用戶發(fā)射功率最優(yōu)時(shí)，中斷概率限制條件應(yīng)滿足等式條件，即原始優(yōu)化函數(shù)可等效為(P1Best,P2Best)=argmaxP1,P2Σi=12log2(1+γSi)s.t.C(1+AP1)(1+BP2)=P‾OutThr---(10)]]>根據(jù)等式約束條件，第一認(rèn)知用戶和第二認(rèn)知用戶的功率應(yīng)滿足：P2=αP1+1/A-1B---(11)]]>式中代入到前述約束優(yōu)化函數(shù)并整理，可得如下關(guān)于P1的無(wú)約束優(yōu)化函數(shù)，即P1Best=argmaxP1Σi=14(-1)i-1log2(αiP12+βiP1+γi)---(12)]]>式中，α1＝|h11|2，β1＝PP|hP1|2+|h11|2/A-|h21|2/B+N0，γ1＝(PP|hP1|2+N0)/A+(α-1/(AB))|h21|2，α2＝α1，β2＝PP|hP1|2+|h11|2/A+N0，γ2＝(PP|hP1|2+N0)/A，α3＝|h12|2，β3＝PP|hP2|2+|h12|2/A-|h22|2/B，β4＝PP|hP2|2-|h22|2/B，γ3＝(PP|hP2|2+N0)/A+(α-1/(AB))|h22|2，α4＝0，γ4＝γ3。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述步驟S4的利用一維搜索尋找第一認(rèn)知用戶發(fā)射功率的可行解，并計(jì)算第二認(rèn)知用戶發(fā)射功率的可行解具體包括：前述無(wú)約束優(yōu)化函數(shù)(12)是關(guān)于功率P1的單變量無(wú)約束優(yōu)化函數(shù)，為求極值，對(duì)變量P1求一階求導(dǎo)并令導(dǎo)數(shù)為零，可得Σi=14(-1)i-12αiP1+βiαiP12+βiP1+γi=0---(13)]]>該方程為變量P1的一元六次方程，其解可用下述最小化問(wèn)題進(jìn)行近似，即minP1|Σi=14(-1)i-12αiP1+βiαiP12+βiP1+γi|---(14)]]>式中|·|表示絕對(duì)值。通過(guò)對(duì)上式的一維搜索，可得認(rèn)知用戶發(fā)射功率的六個(gè)可行解，表示為第一認(rèn)知用戶的功率需保證主用戶的中斷約束，令第二認(rèn)知用戶的發(fā)射功率為0，可得第一認(rèn)知用戶的功率應(yīng)小于在求得P1的可行解之后，可以依據(jù)式(11)求得P2的可行解。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述步驟S5的基于認(rèn)知用戶的最大功率限制，對(duì)所獲得的認(rèn)知用戶發(fā)射功率進(jìn)行修正具體包括：下面考慮認(rèn)知用戶極值功率的影響，對(duì)上述功率分配方案進(jìn)行修正，分別用P1i,poten(i＝1,2,…6)表示功率集合中的第i個(gè)元素；由于主用戶中斷概率的限制及認(rèn)知用戶極值發(fā)射功率的限制，第一認(rèn)知用戶的功率應(yīng)該在區(qū)間內(nèi)，即功率集合中的元素應(yīng)在此區(qū)間內(nèi)；若中存在功率不在區(qū)間內(nèi)部的情況，則該功率小于0，用0代替該功率；若大于用代替；為方便計(jì)，此時(shí)認(rèn)知用戶的功率仍計(jì)為根據(jù)主用戶的中斷等式約束條件，第二認(rèn)知用戶的功率應(yīng)為同時(shí)與第一認(rèn)知用戶類(lèi)似，第二認(rèn)知用戶的發(fā)射功率應(yīng)在區(qū)間內(nèi)；下面分情況進(jìn)行討論分析：情形1：如此時(shí)發(fā)射功率在許可的功率范圍內(nèi)，無(wú)需對(duì)功率進(jìn)行修正；情形2：若根據(jù)功率的非負(fù)性，根據(jù)約束關(guān)系,功率P1i,poten修正為這里(·)+＝max(·,0)。情形3：若此時(shí),修正為相應(yīng)的,第一認(rèn)知用戶的發(fā)射功率調(diào)整為最終，認(rèn)知用戶的最優(yōu)發(fā)射功率可通過(guò)如下方式確定：(P1Best,P2Best)=argmaxP∈P1poten,P2∈P2potenΣi=12log2(1+γSi)---(15)]]>通過(guò)最優(yōu)的功率分配，可實(shí)現(xiàn)認(rèn)知用戶和容量的最大化。以下通過(guò)仿真對(duì)比本發(fā)明方法和其他傳統(tǒng)方法，說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)越性能。本實(shí)驗(yàn)采用的信道模型為獨(dú)立同分布瑞利信道，其方差分別為和歸一化噪聲功率為N0＝1。不失一般性，假設(shè)兩認(rèn)知用戶的最大功率限制相同，即對(duì)比方法為等功率分配方法，將中斷概率門(mén)限平均分配給每個(gè)認(rèn)知用戶并滿足最大發(fā)射功率限制，即P1=min(1AC/P‾OutThr-1A,P1max),P2=min(1BC/P‾OutThr-1B,P2max)---(16)]]>圖3是隨著主用戶發(fā)射功率的增加，主用戶中斷概率門(mén)限為0.01時(shí)，本發(fā)明方法和等功率分配方法的性能變化情況?？梢钥闯霰景l(fā)明方法性能始終優(yōu)于等功率方法。同時(shí)，隨著主用戶功率的增大，認(rèn)知用戶的和容量將增大。主用戶功率到達(dá)一定程度之后，認(rèn)知用戶的發(fā)射功率將受到最大功率限制，但來(lái)自主用戶的干擾卻在加強(qiáng)，所以性能在增加到最大值之后迅速減小。圖4是隨著認(rèn)知用戶極值發(fā)射功率的增加，主用戶中斷概率門(mén)限為0.01時(shí)，本發(fā)明方法和等功率分配方法的性能變化情況?？梢钥闯?，本發(fā)明方法的性能優(yōu)于等功率分配方法。隨著極值功率限制的增大，認(rèn)知用戶的和容量將增大。極值功率限制到達(dá)一定程度之后，認(rèn)知用戶的發(fā)射功率將受到主用戶中斷概率門(mén)限的限制，此時(shí)性能將基本保持不變。圖5是隨著主用戶中斷概率門(mén)限的增加，認(rèn)知用戶發(fā)射極值功率限制為30分貝瓦時(shí)，本發(fā)明方法和等功率分配方法的性能變化情況?？梢钥闯霰景l(fā)明方法性能優(yōu)于等功率方法。隨著主用戶中斷概率門(mén)限的增大，將允許認(rèn)知用戶使用更大的功率進(jìn)行發(fā)送，認(rèn)知用戶和容量也逐步提高。當(dāng)主用戶的功率變大時(shí)，雖然允許認(rèn)知用戶的功率變大，但同時(shí)考慮極值功率的影響，認(rèn)知用戶的和容量保持不變。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明方法在保證滿足主用戶中斷概率門(mén)限的前提下，可提升認(rèn)知用戶的和容量，改善認(rèn)知用戶傳輸?shù)男阅堋１景l(fā)明方法僅需利用主用戶的統(tǒng)計(jì)信道信息，可有效降低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。因此，本發(fā)明方法對(duì)提高現(xiàn)有頻譜的利用率有重要的實(shí)際意義。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3