适合于感知无线电网络的动态信道分配方法及系统

摘要

本发明公开了适合于感知无线电网络的动态信道分配方法及其系统，将注水功率分配算法引入到动态信道分配之中，实现一种基于小区的分布式动态信道分配方法，根据各载波在频率选择性衰落信道中不同的瞬时增益，动态地分配数据比特和发射功率，从而达到优化系统性能，提高频谱效率的目的。与以往的基于基站的动态信道分配方法相比，该方法考虑了用户之间的公平性，根据用户的速率要求和用户已分配的速率来决定哪个用户优先分配载波。此方法针对感知无线电网络频谱变化的环境和多业务的环境能够提供优越的性能和自适应能力。

主权项

1.适合于感知无线电网络的动态信道分配方法，其特征在于：采用自适应M-QAM调制，每个载频能发送的比特数目为：$b_{l,m,n}={\log }_2(1+\frac{{\mathrm{SINR}}_{l,m,n}}{{\Gamma }_{l,m,n}})$其中l＝1，...，L，表示小区，m＝1，...，19，表示载频；n＝1，...，N，表示用户，H_l表示小区l的相邻小区簇；由$\frac{{\mathrm{SINR}}_{l,m,n}}{{\Gamma }_{l,m,n}}=\frac{g_{l,m,n}{p}_{l,m,n}}{({\sigma }^2+I_{l,m,n}){\Gamma }_{l,m,n}}=q_{l,m,n}{p}_{l,m,n}$得$q_{l,m,n}=\frac{g_{l,m,n}}{({\sigma }^2+I_{l,m,n}){\Gamma }_{l,m,n}},$q_l，m，n能够完全反映用户n在小区l中使用载频m时的信道状况，令q’_l，m，n＝w_{l，mql，m，n}，信道增益因子w_l，m定义为：μ≥0，α＝2，其中，SINR_l，m，n，p_l，m，n，g_l，m，n分别表示用户n在小区l的第m个载频上的接收信干比、发送功率和信道增益；Γ_l，m，n＝-ln(5BER)/1.5是误码率BER的函数，反映了信道容量与吞吐量的差异，BER表示误码率；σ²表示加性高斯白噪声的方差；I_l，m，n表示小区l中使用载频m的用户n受到来自相邻小区簇的同信道干扰；K_l，m是载频m在小区l的相邻小区簇Hl中的使用计数，引入信道增益因子后，μ取值不同时，信道增益得到不同程度的降低；本方法具体包括如下步骤：步骤1，初始化用户速率为0，功率为0，信道集为空集；步骤2，找到(R_m，n-R)绝对值最大的用户，其中R_m，n表示用户当前的速率，R表示用户请求的速率；步骤3，找到具有最大q’_l，m，n值的信道，此信道的信道状况最好；步骤4，采用等功率方法，使用步骤1～3中的值计算b_l，m，n，b_l，m，n≥1时转到步骤5，b_l，m，n＜1时转到步骤2寻找下一个当前速率偏离请求速率最大的用户；步骤5，将最佳信道分配给用户并相应的增大用户的功率；步骤6，使用注水法重新在用户所占的信道上分配功率；①计算注水水平$v_{n^{*}}=\frac{1}{\left|S_{l,n^{*}}\right|}(P_{l,n^{*}}+\underset{m\in S_{l,n^{*}}}{\Sigma }\frac{1}{q_{l,m,n^{*}}^{\prime }})$其中，n*表示选中的实际数据传输速率离请求速率相差较大的用户，表示用户n*在小区l中的发送功率，表示用户n*在小区l中所占用的信道的集合；②计算最佳信道上的功率；③根据相应的功率计算信道上的b_l，m，n；如果b_l，m，n≥1，相应的信道分配给用户，否则转到步骤2；④更新变量；步骤7，当所有的载波分配完毕或者所有的用户不再参与分配，那么转到下一步，否则转到步骤2；步骤8，结束流程。