专利名称：一种非理想感知认知无线网络中能效优先的信道聚合方法
技术领域：
本发明属于认知无线网络中信道聚合方法技术领域，特别涉及非理想感知认知无线网络中能效优先的信道聚合方法。
背景技术：
认知无线网络中包含主用户和次用户两类用户:主用户为网络中固有的具有频谱授权的用户；而次用户没有频谱授权但具有认知能力，它能通过频谱感知来机会式地利用当前未被主用户占用的频谱进行传输，同时要尽量避免对主用户产生干扰，即对主用户提供保护。信道聚合技术允许认知无线网络中的次用户聚合多个当前未被主用户占用的空闲信道同时进行传输，以支持高数据速率的服务，有效增强频谱利用率。另一方面，传统的无线通信主要关注谱效，而随着绿色通信的需求越来越大，能效优化逐渐得到重视。因此，如何设计能效优先的信道聚合方法是一个重要的研究课题。《个人无线移动通信国际会议》(IEEEInternational Symposium onPersonal, Indoor and Mobile Radio Communications, pp.1257-1261，2009)中提到了一种非理想感知认知无线网络中具有最优感知时间和功率分配的信道聚合方法，但该方法仅考虑了吞吐量效率，能效优先信道聚合方法尚待研究。《国际电子与电气工程师协会广播汇刊》(IEEETrans.Broadcasting, vol.57, n0.3，pp.718-720，2011)中提到了一种非同步帧结构认知无线网络中能效优先的信道聚合方法，包括最优传输时间和功率分配设计。不过该方法未考虑对感知时间的优化和感知能耗对能效的影响，同时忽略了感知的动态性，仅简单假设次用户已获得若干空闲信道。此外，非同步帧结构易导致次用户传输被意外中断，无法充分保护主用户，所以有必要研究同步帧结构认知无线系统，在该系统中，由于非理想感知的影响，次用户必须对主用户提供充分的保护。
发明内容
本发明的目的是提出一种非理想感知认知无线网络中能效优先的信道聚合方法，以在满足次用户最大传输功率和最小速率需求以及对主用户的保护约束条件下最大化系统能效。本发明非理想感知认知无线网络中能效优先的信道聚合方法，对信道聚合过程中信道感知阶段的感知时间和信道接入阶段的功率分配进行联合优化，其特征在于次用户依次执行以下步骤:第一步:设当前感知时间τ e (0，T),当前信道接入向量a = Ha1, a2，…，aN],Bi e {0(不接入)，1(接入)}表征次用户对信道i的感知和对应的接入判决结果，P =[Pl, P2,…，Pn]为功率分配向量，N为感知信道总数，T为帧长；计算最小和最大单位能耗价格参数Xmin和λ _， 分别为由最小单位能耗价格参数计算公式
权利要求
1.一种非理想感知认知无线网络中能效优先的信道聚合方法，其特征在于次用户依次执行以下步骤: 第一步:设当前感知时间τ e (O, T),当前信道接入向量a = [a1； a2,…，aN],Bi e {0(不接入)，1(接入)}表征次用户对信道i的感知和对应的接入判决结果，P =[Pl, P2,…，Pn]为功率分配向量，N为感知信道总数，T为帧长；计算最小和最大单位能耗价格参数
全文摘要
本发明公开了一种非理想感知认知网络中能效优先的信道聚合方法，特征是针对同步帧结构认知无线网络，在保证对主用户提供充分保护的前提下，同时考虑次用户感知能耗和感知动态性对能效的影响，以最大化系统能效为目标，将信道聚合过程中信道感知阶段的感知时间和信道接入阶段的功率分配进行联合优化，兼顾次用户最大功率预算和最小速率需求，基于非线性分式规划理论和参数化方法，给出最优的感知时间和功率分配方案。本发明方法以严格定义的能效为优化目标，在保证次用户服务质量(QoS)的同时，能够最大化系统能效。仿真结果表明，本发明信道聚合方法能够得到唯一最优感知时间和最优功率分配，适用于低功率低QoS的用户。
文档编号H04W28/22GK103200625SQ20131012833
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者李磊, 方彬, 周武旸 申请人:中国科学技术大学