[发明专利]具能量收集的认知无线电信道选择方法及装置

说明书

本发明涉及具能量收集的认知无线电信道选择方法及装置，包括：根据主用户和辅用户所在的位置，确定能量收集区域；根据能量收集区域内的信道情况，计算每个信道选择概率；根据信道选择概率，确定最大化的辅用户平均吞吐量；采用最大化的辅用户平均吞吐量，确定辅用户的频道选择，本发明通过采用最大化的辅用户平均吞吐量，确定辅用户的频道选择，可以使得辅用户在不干扰主用户正常通信的情况下，选择合适的频道认知无线电网络实现高质量的通信服务。

技术领域

本发明属于无线电信道技术领域，具体涉及具能量收集的认知无线电信道选择方法及装置。

背景技术

随着无线通信技术的发展，人们的通讯质量越来越高，通信方式也越来越多样化领域，人们的生活水平得到了巨大的改善。然而，频道短缺和不断增长的能源消耗问题在一定程度上降低了通信质量，也因此吸引了越来越多的学者对此进行研究。在诸多解决频道短缺问题的方法中，认知无线电无疑是一项非常有前景的技术，该系统能够通过与周围通信环境之间进行信息交互从而改变自身的传输参数，以此来达到更高的频谱利用率和更佳的通信性能。而对于能源短缺，能量采集技术则可以从周围的通信环境中获取能量，为通讯供能以突破自给能源的瓶颈。目前，利用射频能量来为一些低功耗电路提供能量已经成为一种趋势。利用射频能量为电池供电可以降低设备对电池的需求，同时可以使拥有电池的设备充电去延长电池的使用时间，也可延长一次性电池的使用寿命；无电池的设备可以设计成一种得到能量就能运行或有足够的充电累积就会运行的结构。在此基础上将两项技术相结合，以能量采集技术为基础的认知无线电系统则可以同时提高频谱效率并解决能源短缺的问题。

在大多数的认知无线电系统中同时存在主用户和辅用户。将一定数量、不同频谱的信道优先分配给主用户(即主用户对多个频率的信道具有优先使用权)，而辅用户则可以从这些信道中选择某一频道进行通信。而这一操作的前提是辅用户对频道的使用不可以干扰主用户的正常通信。因此，辅用户如何选择频道对于认知无线电网络能否实现高质量的通信服务、主用户的正常通讯能否得以保障具有非常大的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供具能量收集的认知无线电信道选择方法及装置，以解决现有技术中辅用户无法在不影响主用户的正常通讯情况下实现选择频道对认知无线电网络实现高质量的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种具能量收集的认知无线电信道选择方法，包括：

根据主用户和辅用户所在的位置，确定能量收集区域；

根据能量收集区域内的信道情况，计算每个信道选择概率；

根据信道选择概率，确定最大化的辅用户平均吞吐量；

采用最大化的辅用户平均吞吐量，确定辅用户的频道选择。

进一步的，所述根据主用户和辅用户所在的位置，确定能量收集区域，包括：

主用户和辅用户共同存在于面积为Am²的圆形区域；

以主用户所在位置为圆心，以半径为r_g构建保护区域，以半径r_h为半径构建能量采集区域，其中r_h<r_g，所述辅用户与所述主用户之间占用频道互不干扰。

进一步的，所述主用户和辅用户所在的位置服从几何中的泊松点过程。

进一步的，所述辅用户与所述主用户之间占用频道互不干扰，包括：

所述辅用户的位置在所述保护区域内时，如果其中一个信道通信正在被主用户占用，则所述辅用户不能使用所述主用户正在占用的信道通信，需采用其他信道通信；

所述辅用户所在的能量采集区域内部存在至少一个正在通信的主用户。