[发明专利]一种基于多信道的认知用户能效优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字通信领域，特别涉及一种在基于认知无线电技术的多信道系统中的认知用户能效优化方法。

背景技术

随着无线通信技术的不断发展，尤其是3G，LTE技术的不断成熟，人们对数据业务的需求不断扩张，当前的频谱资源已经不能满足数据业务需求。针对以上问题，一项称为认知无线电(CR)的通信技术应运而生，CR指的是一个对环境有感知能力、具备“学习能力”的无线通信系统。通过认知节点对环境检测的实际情况，动态配置与通信相关参数(如编码调制、接入方式、网络等)，确保系统通信质量，合理、高效利用“频谱空洞”，同时在通信过程中，在保证通信服务质量的情况下如何使能量消耗尽可能的少也是现在关注的热点。

当前已有的将认知无线电和能效优化结合起来考虑无线通信过程的节能降耗大多是针对单信道的情况，例如文献“Y.Wu and D.H.K.Tsang,“Energy-efficient spectrum sensing and transmission for cognitive radio system[J].Communications Letters,IEEE,2011,15(5):545-547.”指出了在单信道下无线电认知无线系统中不同的感知功率消耗、传输功率消耗、空载功率消耗对最优感知时间的影响，以及文献“L.Li,X.Zhou,H.Xu,et al.,Energy-efficient transmission in cognitive radio networks[C].CCNC IEEE2010,9(1):1-5.”中所提到的在单信道下对授权用户的干扰限制下最优传输和功率分配方案。而在文献“Y.Pei,Y.C.Liang,K.C.The,et al.Energy-efficient design of sequential channel sensing in cognitive radio networks:optimal sensing strategy,power allocation,and sensing order[J].Selected Areas in Communications,IEEE Journal on,2011,29(8):1648-1659.”中，提出了一种基于多信道的认知用户的能效优化，其通过对多信道认知用户的串行感知，分析了感知策略（何时开始与结束感知、传输）、接入策略（传输功率大小）和感知顺序（信道感知顺序）对认知用户能效的影响，但因其实现过程是串行的方式，导致其能效优化的实现过程存在效率低的缺陷，不能较好的满足认知无线系统的通信传输需求。

发明内容

本发明的发明目的在于：基于多信道下的频谱感知技术，提出一种并行的基于多信道下的认知用户能效优化方法，以提高能效优化的处理效率。

本发明的一种基于多信道的认知用户能效优化方法，包括下列步骤：

步骤1：基于数据帧的帧传输时间T，设置感知时间的搜索时间段，将所述搜索时间段离散成多个间隔相同的测试感知时间点τ_test；

步骤2：在当前待传输数据帧传输前，感知服务器依次对各个测试感知时间点τ_test计算优选总传输功率和优选能效η(τ_test,P⁽⁰⁾,P⁽¹⁾)^*：

201：设置两个变量参数：λ1、λ2，λ1的初始值为0，λ2的初始值大于10^(-10)；

202：判断λ2与λ1的差值是否小于或等于预设值ε，若是，则执行步骤204；否则执行步骤203，所述预设值ε为小于或等于10^(-10)的正数；

203：通过调用内点法函数fmincon(x,y,z)计算F(λ_mid)的值，若F(λ_mid)小于或等于0，则令λ2等于λ_mid，并执行步骤202；若F(λ_mid)大于0，则令λ1等于λ_mid，并执行步骤202；

其中λ_mid表示λ1与λ2的均值；

所述内点法函数fmincon(x,y,z)中，