专利名称：一种基于分布式价格算法的认知无线电功率控制的方法
技术领域：
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于分布式价格算法的认知无线电功率控制的方法。
背景技术：
随着信息化社会的到来，无线通信因其灵活性而被广泛应用，由此带来的频谱稀缺问题也逐渐被重视起来。美国联邦通信委员会(Federal Communications Committee, FCC)调查表明当前的频谱资源稀缺原因并非频谱耗尽，而是当前的频谱分配策略不能合理有效的频谱资源。在这种情况下，认知无线电(cognitive Radio, CR)技术以及其包含的一系列资源分配技术被提出并推广。在CR网络中，降低干扰是根本问题，而解决这一问题的基本技术是控制节点的传输功率。常用的功率控制最优化技术有拉格朗日松弛法 (Lagrangian relaxation)、经典法、二次规划法、博弈论和几何规划法。在CR网络中，由于缺乏集中化的基础设施，导致集中化功率控制非常复杂，而博弈论着重于分布式资源的最优化分配，因此它适合目前的CR环境的功率控制策略。本文研究了基于信干噪比(SINR: Signal to Interference Plus Noise Radio)平衡的分布式功率控制算法(改进的SINR 平衡算法)。该算法综合博弈论中的代价函数和收益函数，实现高效利用频谱资源，保证系统中每个认知用户的QoS(quality of service) 0但其收敛信干噪比SINR固定，不能随噪声的变化而变化，导致功率控制算法的在变化的环境中自适应性较差。基于此，本文将一种分布式价格算法应用于认知网络中，该算法将问题建立在非合作博弈模型上，用户可以通过自愿交换信息彼此合作，并能够很好的实现自适应的调节节点的发射功率和输出的信噪比 SIR(signal to interference radio)。
发明内容
针对上述背景技术中提到现有信干噪比的计算不能随噪声的变化而变化等不足， 本发明提出了一种基于分布式价格算法的认知无线电功率控制的方法。本发明的技术方案是，一种基于分布式价格算法的认知无线电功率控制的方法， 其特征是该方法包括以下步骤步骤1 令k = 0，初始化发射功率、价格函数和用户收益函数；步骤2 令k= 1，利用发射功率计算信干噪比，进而用信干噪比和价格函数计算用户收益函数；步骤3 将当前的用户收益函数与第k-Ι步的用户收益函数比较若当前的用户收益函数小于第k-Ι步的用户收益函数，则过程结束，此时的发射功率即为所求认知用户i的最佳发射功率；若当前的用户收益函数大于等于第k-Ι步的用户收益函数，则进入步骤4 ；步骤4 更新发射功率，令k = k+Ι，返回步骤2。所述信干噪比的计算公式为
权利要求
1.一种基于分布式价格算法的认知无线电功率控制的方法，其特征是该方法包括以下步骤步骤1 令k = 0，初始化发射功率、价格函数和用户收益函数； 步骤2 令k= 1，利用发射功率计算信干噪比，进而用信干噪比和价格函数计算用户收益函数；步骤3 将当前的用户收益函数与第k-Ι步的用户收益函数比较 若当前的用户收益函数小于第k-Ι步的用户收益函数，则过程结束，此时的发射功率即为所求认知用户i的最佳发射功率；若当前的用户收益函数大于等于第k-Ι步的用户收益函数，则进入步骤4 ； 步骤4 更新发射功率，令k = k+Ι，返回步骤2。
2.根据权利要求1所述的一种基于分布式价格算法的认知无线电功率控制的方法，其特征是所述信干噪比的计算公式为n(p) = A_M^ 1 R1 μ+ οι* J其中Yi(P)为信干噪比； P为功率集合； B为传输信道的带宽； Ri为该信道的数据传输速率； hi为认知用户i的信道收益； hj为认知用户j的信道收益； Pi为认知用户i传输信号的发射功率； Pj为认知用户j传输信号的发射功率； Iitl为环境噪声。
3.根据权利要求1所述的一种基于分布式价格算法的认知无线电功率控制的方法，其特征是所述用户收益函数的计算公式为Si (Pi ；P-i) = Ui( Y i (Pi, p_i))-λ iPi其中Si (Pi ；p_i)为认知用户i的收益函数；p-i为对手的功率曲线；Ui (Y ^pi, p-i))为认知用户i的效用函数；Yi (Pi, P』为认知用户i的信干噪比；λ i为价格系数；XiPi为价格函数。
4.根据权利要求3所述的一种基于分布式价格算法的认知无线电功率控制的方法，其特征是所述Ui (Yi(PpKi))的计算公式为U1 [Y1 (n)) = log(^ (γ, (n) - γΤ))其中α i为峰态系数；Κ=为认知用户i的目标信干噪比。
全文摘要
本发明公开了通信技术领域中的一种基于分布式价格算法的认知无线电功率控制的方法。首先对发射功率、价格函数和用户收益函数进行初始化，然后计算用户收益函数并和上一步的用户收益函数比较，进而计算出用户的最佳的发射功率。本发明的信干噪比可随噪声变化而变化，能够很好的实现自适应的调节节点发射功率；实现了认知无线电功率控制，可以获得更快的收敛速度。
文档编号H04W52/04GK102333362SQ20111032960
公开日2012年1月25日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者张雪雪, 李非, 杨维, 赵军辉 申请人:北京交通大学