[发明专利]一种认知无线电系统中基于有效容量的资源分配方法

权利要求书

1.一种认知无线电系统中基于有效容量的资源分配方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，认知无线电系统中的认知用户对信道进行感知，判断是否有授权用户正在使用信道；

第二步，根据第一步的感知结果确定认知用户的传输方案：若感知结果为授权用户正在使用信道，此时认知用户不进行数据传输，认知用户的发射功率和传输速率为0；若感知结果为授权用户不使用信道，则认知用户接入频段，进行数据传输；

第三步，根据所述传输方案得到认知无线电系统中的有效容量，并在平均功率受限的条件下，对所述有效容量进行优化，通过运用梯度下降法求解优化问题的对偶问题，得到最优的功率分配策略。

2.根据权利要求1所述一种认知无线电系统中基于有效容量的资源分配方法，其特征在于：

认知无线电系统含有一个认知用户，M个子信道，M≥2，信道模型为瑞利衰落信道且为块衰落，M个子信道独立进行信道感知，互不干扰，认知无线电系统中的帧长为T，每一帧的前N长时间认知用户进行信道感知，根据奈曼皮尔逊准则将信道感知建模为假设检验问题，并且根据信道被授权用户占用的先验概率，结合虚警概率和检测概率得到2^2M种可能出现的状态的概率表达式。

3.根据权利要求1所述一种认知无线电系统中基于有效容量的资源分配方法，其特征在于：所述第二步中，认知用户根据第一步得到的感知结果选择相应的传输方案，若感知结果为授权用户不使用信道，则认知用户接入频段，同时，确定相应的功率分配策略函数以及瞬时传输速率，并在T-N长时间内进行数据传输，认知无线电系统中的帧长为T，每一帧的前N长时间认知用户进行信道感知。

4.根据权利要求1所述一种认知无线电系统中基于有效容量的资源分配方法，其特征在于：所述第三步中的有效容量表示为：

P(sj)=Πm=1MP(sj,m)=Πm∈ΦjρmΠm′∈ΦjC(1-ρm′)]]>

P(sid|sj)=Πm=1MP(si,md|sj)]]>

其中,θ表示QoS指数；s_j表示系统的实际状态,j＝1,2,...,2^M，P(s_j)表示系统的实际状态为s_j时的概率；ρ_m表示第m个子信道被授权用户占用的概率；ρ_m'表示第m'个子信道被授权用户占用的概率；Φ_j表示当系统的实际状态为s_j时，被授权用户占用的子信道的集合；表示当系统的实际状态为s_j时，没有被授权用户占用的子信道的集合；表示系统感知结果,i＝1,2,...,2^M，表示第m个子信道的感知结果，表示当系统的实际状态为s_j，感知结果为时的条件概率；z_m表示第m个子信道的信道增益；表示第m个子信道的功率分配策略函数；表示第m个子信道的瞬时传输速率，认知无线电系统中的帧长为T，每一帧的前N长时间认知用户进行信道感知，M表示子信道数。