[发明专利]一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道功率分配优化方法

说明书

本发明提供了一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道功率分配优化方法，包括区域干扰检测模型建立，参数获取和功率分配优化算法，认知工作节点功率优化。本发明采用设计的功率分配优化算法，由检测节点获得干扰温度，然后在授权频段广播给认知工作节点，认知工作节点采用设定的算法，对本节点的功率进行调整，重复上述过程，获取本区域内功率分配的优化。

技术领域

本发明涉及一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道功率分配优化方法，属于车载网技术领域。

背景技术

认知无线电(cognitive radio,CR)通过感知外部环境，动态接入闲置频谱，通过动态频谱管理机制，利用频谱空穴，实现主次用户共享频谱。

车载短距离通信(Vehicle to X：V2X)网络是通过无线通信、GPS/GIS、传感等短距离通信技术实现的车内(CAN-Controller Area Network)、车路(Vehicle-2-RSU)、车间(Vehicle-2-Vehicle)、车外(vehicle-2-Infrastructure)、人车(Vehicle-2-Person)之间的通信。

V2X具有固定授权的频段，但是带宽较窄。V2X中的大量信息服务类扩展类业务，由于授权带宽的限制，影响其业务种类的拓展和业务内容的多样性。

认知无线电技术可以有效拓展V2X的工作频段，为扩展类业务提供高带宽的信道，由于V2X以信息服务为主的扩展类对时延要求不严格，非常适合在认知信道中传输。

V2X中的认知系统是一种动态利用频谱通信系统，从单用户的角度来看，其动态性体现在认知用户之间的频谱使用行为相互影响。功率控制是通信网络中的一个重要课题，其目的是抑制网络干扰、节约终端设备的能量以及保证通信链路的服务质量。对于认知网络，功率控制还可以控制对授权用户的干扰，因此功率控制的优化对认知系统起到重要的作用。

现有功率控制算法，大部分是针对通信节点固定的通信网络。由于V2X中的车载节点处于快速移动中，周围的节点及节点之间的距离变化频繁，不能直接应用现有的认知节点功率控制优化算法。另外，部分认知功率控制优化算法中，很多设置检测节点想认知节点反馈认知节点工作对主用户的干扰温度，V2X快速移动的车辆中，建立这类专用的检测节点也比较困难。

发明内容

本发明提供了一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道功率分配优化算法，包括三部分。第一部分是区域干扰检测模型建立，通过在授权信道定期广播的包含车载节点的唯一标识和地理位置的心跳信息，获得周围的车载节点的信息，然后通过认知工作节点状态广播，获得本区域认知工作节点的节点分布和工作信道。其他没有工作在认知信道的节点设置成认知检测节点，通过接收认知工作节点发送的信号，计算认知干扰温度；第二部分是参数获取和功率分配优化算法，车载节点通过路侧节点广播获得认知信道和对应的干扰功率门限，然后利用拉格朗日优化算法和博弈论来确定优化模型；第三部分是认知工作节点功率优化，采用设计的功率分配优化算法，由检测节点获得干扰温度，然后在授权频段广播给认知工作节点，认知工作节点采用设定的算法，对本节点的功率进行调整，重复上述过程，获取本区域内功率分配的优化。

本发明提供了一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道功率分配优化方法，其特征在于，车载节点通过路侧节点广播获得认知信道和对应的干扰功率门限，通过定期广播的包含节点唯一标识和地理位置的消息，获得周围的车载节点的信息。认知工作节点广播其状态，其他节点设置成认知检测节点，计算认知干扰，然后利用拉格朗日优化算法和博弈论算法，由检测节点获得干扰温度，然后在授权频段广播给认知工作节点，认知工作节点对本节点的功率进行调整，重复上述过程，获取本区域内功率分配的优化。

优选地，具体包括如下步骤S1、S2、S3：

S1、区域干扰检测模型建立，其包括

S11、认知工作节点状态广播；