[发明专利]一种基于无线供能认知微微蜂窝的高能效数据卸载方法

权利要求书

1.一种基于无线供能认知微微蜂窝的高能效数据卸载方法，其特征在于，宏蜂窝小区包括M个宏蜂窝用户和一个具备连续干扰消除解码器的宏蜂窝基站，认知网络包括K个无线供能的认知用户和一个不具备连续干扰消除解码器的认知基站；宏蜂窝用户由宏蜂窝基站服务，或卸载到认知基站进行服务；只要宏蜂窝小区网络的性能得到保证，微微蜂窝小区网络就可利用宏蜂窝小区网络的频谱实现自己通信的目的；包括以下步骤：

步骤一，将传输时长T分为τ₀,τ₁,τ₂三个时隙，用τ_i表示时隙i，i∈{0,1,2}，τ₀为宏蜂窝用户传输时隙，认知用户可在此时隙中从收到的宏蜂窝用户信号中收集能量，τ₁为认知基站以功率无线广播传输能量到认知用户的时隙，传输时的能量消耗为不能超过预设最大值τ₂为认知用户使用从前两个时隙收集到的能量传输数据到认知基站的时隙；

步骤二，考虑到认知用户的电路能耗第k个认知用户在时隙τ₀和τ₁中收集到的能量为其中，ζ表示能量收集效率，表示第m个宏蜂窝用户在时隙τ₀中的传输功率，h_m,k表示第m个宏蜂窝用户到第k个认知用户的信道增益，为传输时的能量消耗，表示第k个认知用户和认知基站间的信道增益；得到第k个认知用户在时隙τ₂中消耗的能量不能超过在时隙τ₀和τ₁中收集到的能量，即其中，表示第k个认知用户在时隙τ₂中的传输功率，表示第m个宏蜂窝用户在时隙τ₀中的传输功率；

步骤三，令α_m∈{0,1},β_m∈{0,1}，分别代表第m个宏蜂窝用户是否接入宏蜂窝基站或卸载接入认知基站，α_m＝1表示接入宏蜂窝基站，反之亦然；β_m＝1表示被卸载接入认知基站，反之亦然，宏蜂窝用户只可接入宏蜂窝基站或认知基站，即有令α＝[α₁,…,α_M]^T和β＝[β₁,…,β_M]^T，

步骤四，为保证宏蜂窝小区网络的服务质量，宏蜂窝用户的最小总速率需大于或等于所需的门限值R_min，即R_p(τ₀,α,p^p)+R_ps(τ₀,β,p^p)≥R_min，其中，R_p(τ₀,α,p^p)为连到宏蜂窝基站的宏蜂窝用户总速率和，R_ps(τ₀,β,p^p)为卸载到认知基站的宏蜂窝用户总速率和；

由于宏蜂窝基站具有连续干扰消除解码器，而认知基站没有连续干扰消除解码器，则：

所有的认知用户速率和为

其中，表示第m个宏蜂窝用户到宏蜂窝基站的信道增益，表示第m个宏蜂窝用户到认知基站的信道增益，令和p^p和p^s均表示信道增益矩阵，宏蜂窝用户的传输功率限制为表示最大门限值，σ表示噪声功率，表示没有连续干扰消除解码器时宏蜂窝用户到认知基站的总速率和；

步骤五，最大化认知网络在传输时间T内的总能量效率的优化问题如下：

s.t.

τ₀+τ₁+τ₂≤T,τ₀≥0,τ₁≥0,τ₂≥0

其中，P_c表示宏蜂窝基站、认知基站和认知用户的总电路功耗。