[发明专利]认知无线网络中基于最大和速率的协同通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种认知无线网络技术领域的方法，具体是认知无线网络中基于最大和速率的一种协同通信方案。

背景技术

认知无线网络是一项用于缓解频谱资源稀缺问题的关键应用技术。该网络中存在两种用户，一种是可以随时使用某信道的付费用户或授权用户，通常称为主用户；另一种是不存在自己的授权信道，只能通过搜索并使用周围空间中未被主用户完全占用的信道来进行通信的次用户。次用户与主用户通过不同的通信方式实现共存，极大地提高了无线频谱的利用率。而研究与设计认知无线网络的关键，就是实现次用户与主用户的良性共存。

Akyildiz等人在《Computer Networks,2006,50(13):2127-2159》上发表了题为“Next generation/dynamic spectrum access/cognitive radio wireless networks:a survey”的文章。该文章系统的阐述了各种传统的认知无线网络中主次用户的共存方式。然而，在这些主次用户共存方式中，次用户仅仅使用了不存在主用户的空闲信道，未能与主用户形成充分的合作或互动，导致了系统的和速率等综合性能低下。目前已有大量文献用于研究次用户与主用户共存技术问题。

D Niyato等人在《IEEE Trans.Mobile Computing,2009,8(8):1009-1022》上发表了题为“Dynamics of multiple-seller and multiple-buyer spectrum trading in cognitive radio networks:A game-theoretic modeling approach”的文章；S K.Jayaweera等人在《IEEE Trans.Wireless Communications,2009,8(6):3300-3310》上发表了题为“Dynamic spectrum leasing in cognitive radio networks via primary-secondary user power control games”的文章；H Yu等人在《IEEE Trans.Vehicular.tchnology,2010,59(4):1769-1778》上发表了题为“Pricing for Uplink Power Control in Cognitive Radio Networks”的文章。这些文章基于博弈论，从收益最大化的角度考虑了主次用户的共存：主用户将次用户接入所产生的干扰功率进行量化，并对其进行收费。这样，次用户的接入功率越高，付出的代价也越高。在考虑各自总收益最大化的情况下，主次用户通过博弈，实现共存。但是，这种机制不仅不适用于主用户需要较高数据速率的情况，同时仍然没有考虑主次用户的合作问题。

一些研究尝试将协同通信的概念引入认知无线网络，以解决主次用户的合作问题。协同通信指目的用户通过多用户合作形成一个虚拟的天线阵列或借助多用户中继转发信息而完成通信的技术，这样，协同通信同时兼具空间分集、中继通信等多种优势，可有效克服信道衰落、提高通信质量。