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一種基于分布式價(jià)格算法的認(rèn)知無線電功率控制的方法

文檔序號(hào):7995420閱讀:382來源:國知局
專利名稱:一種基于分布式價(jià)格算法的認(rèn)知無線電功率控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于分布式價(jià)格算法的認(rèn)知無線電功率控制的方法。
背景技術(shù)
隨著信息化社會(huì)的到來,無線通信因其靈活性而被廣泛應(yīng)用,由此帶來的頻譜稀缺問題也逐漸被重視起來。美國聯(lián)邦通信委員會(huì)(Federal Communications Committee, FCC)調(diào)查表明當(dāng)前的頻譜資源稀缺原因并非頻譜耗盡,而是當(dāng)前的頻譜分配策略不能合理有效的頻譜資源。在這種情況下,認(rèn)知無線電(cognitive Radio, CR)技術(shù)以及其包含的一系列資源分配技術(shù)被提出并推廣。在CR網(wǎng)絡(luò)中,降低干擾是根本問題,而解決這一問題的基本技術(shù)是控制節(jié)點(diǎn)的傳輸功率。常用的功率控制最優(yōu)化技術(shù)有拉格朗日松弛法 (Lagrangian relaxation)、經(jīng)典法、二次規(guī)劃法、博弈論和幾何規(guī)劃法。在CR網(wǎng)絡(luò)中,由于缺乏集中化的基礎(chǔ)設(shè)施,導(dǎo)致集中化功率控制非常復(fù)雜,而博弈論著重于分布式資源的最優(yōu)化分配,因此它適合目前的CR環(huán)境的功率控制策略。本文研究了基于信干噪比(SINR: Signal to Interference Plus Noise Radio)平衡的分布式功率控制算法(改進(jìn)的SINR 平衡算法)。該算法綜合博弈論中的代價(jià)函數(shù)和收益函數(shù),實(shí)現(xiàn)高效利用頻譜資源,保證系統(tǒng)中每個(gè)認(rèn)知用戶的QoS(quality of service) 0但其收斂信干噪比SINR固定,不能隨噪聲的變化而變化,導(dǎo)致功率控制算法的在變化的環(huán)境中自適應(yīng)性較差?;诖?,本文將一種分布式價(jià)格算法應(yīng)用于認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中,該算法將問題建立在非合作博弈模型上,用戶可以通過自愿交換信息彼此合作,并能夠很好的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率和輸出的信噪比 SIR(signal to interference radio)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述背景技術(shù)中提到現(xiàn)有信干噪比的計(jì)算不能隨噪聲的變化而變化等不足, 本發(fā)明提出了一種基于分布式價(jià)格算法的認(rèn)知無線電功率控制的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是,一種基于分布式價(jià)格算法的認(rèn)知無線電功率控制的方法, 其特征是該方法包括以下步驟步驟1 令k = 0,初始化發(fā)射功率、價(jià)格函數(shù)和用戶收益函數(shù);步驟2 令k= 1,利用發(fā)射功率計(jì)算信干噪比,進(jìn)而用信干噪比和價(jià)格函數(shù)計(jì)算用戶收益函數(shù);步驟3 將當(dāng)前的用戶收益函數(shù)與第k-Ι步的用戶收益函數(shù)比較若當(dāng)前的用戶收益函數(shù)小于第k-Ι步的用戶收益函數(shù),則過程結(jié)束,此時(shí)的發(fā)射功率即為所求認(rèn)知用戶i的最佳發(fā)射功率;若當(dāng)前的用戶收益函數(shù)大于等于第k-Ι步的用戶收益函數(shù),則進(jìn)入步驟4 ;步驟4 更新發(fā)射功率,令k = k+Ι,返回步驟2。所述信干噪比的計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種基于分布式價(jià)格算法的認(rèn)知無線電功率控制的方法,其特征是該方法包括以下步驟步驟1 令k = 0,初始化發(fā)射功率、價(jià)格函數(shù)和用戶收益函數(shù); 步驟2 令k= 1,利用發(fā)射功率計(jì)算信干噪比,進(jìn)而用信干噪比和價(jià)格函數(shù)計(jì)算用戶收益函數(shù);步驟3 將當(dāng)前的用戶收益函數(shù)與第k-Ι步的用戶收益函數(shù)比較 若當(dāng)前的用戶收益函數(shù)小于第k-Ι步的用戶收益函數(shù),則過程結(jié)束,此時(shí)的發(fā)射功率即為所求認(rèn)知用戶i的最佳發(fā)射功率;若當(dāng)前的用戶收益函數(shù)大于等于第k-Ι步的用戶收益函數(shù),則進(jìn)入步驟4 ; 步驟4 更新發(fā)射功率,令k = k+Ι,返回步驟2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分布式價(jià)格算法的認(rèn)知無線電功率控制的方法,其特征是所述信干噪比的計(jì)算公式為n(p) = A_M^ 1 R1 μ+ οι* J其中Yi(P)為信干噪比; P為功率集合; B為傳輸信道的帶寬; Ri為該信道的數(shù)據(jù)傳輸速率; hi為認(rèn)知用戶i的信道收益; hj為認(rèn)知用戶j的信道收益; Pi為認(rèn)知用戶i傳輸信號(hào)的發(fā)射功率; Pj為認(rèn)知用戶j傳輸信號(hào)的發(fā)射功率; Iitl為環(huán)境噪聲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分布式價(jià)格算法的認(rèn)知無線電功率控制的方法,其特征是所述用戶收益函數(shù)的計(jì)算公式為Si (Pi ;P-i) = Ui( Y i (Pi, p_i))-λ iPi其中Si (Pi ;p_i)為認(rèn)知用戶i的收益函數(shù);p-i為對(duì)手的功率曲線;Ui (Y ^pi, p-i))為認(rèn)知用戶i的效用函數(shù);Yi (Pi, P』為認(rèn)知用戶i的信干噪比;λ i為價(jià)格系數(shù);XiPi為價(jià)格函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于分布式價(jià)格算法的認(rèn)知無線電功率控制的方法,其特征是所述Ui (Yi(PpKi))的計(jì)算公式為U1 [Y1 (n)) = log(^ (γ, (n) - γΤ))其中α i為峰態(tài)系數(shù);Κ=為認(rèn)知用戶i的目標(biāo)信干噪比。
全文摘要
本發(fā)明公開了通信技術(shù)領(lǐng)域中的一種基于分布式價(jià)格算法的認(rèn)知無線電功率控制的方法。首先對(duì)發(fā)射功率、價(jià)格函數(shù)和用戶收益函數(shù)進(jìn)行初始化,然后計(jì)算用戶收益函數(shù)并和上一步的用戶收益函數(shù)比較,進(jìn)而計(jì)算出用戶的最佳的發(fā)射功率。本發(fā)明的信干噪比可隨噪聲變化而變化,能夠很好的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率;實(shí)現(xiàn)了認(rèn)知無線電功率控制,可以獲得更快的收斂速度。
文檔編號(hào)H04W52/04GK102333362SQ20111032960
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者張雪雪, 李非, 楊維, 趙軍輝 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)
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