[发明专利]一种认知无线电网络的功率控制方法及装置

权利要求书

1.一种认知无线电网络的功率控制方法，其特征在于，包括：

步骤1，根据混合H₂/H_∞控制理论构建具有次用户信噪比反馈控制器和次用户对主用户干扰反馈控制器的误差跟踪的状态空间模型，所述状态空间模型包括输入向量和输出向量，

其中，k+1时隙的输入向量的构成是常系数矩阵加上状态反馈增益后与k时隙的输入向量的乘积、常系数矩阵与次用户干扰对主用户的相关影响系数的乘积、常系数矩阵与被测次用户的信噪比相关影响系数的乘积之和，

H₂范数对应的输出向量的构成是常系数矩阵加上状态反馈增益后与k时隙的输入向量的乘积之和，

H_∞范数对应的输出向量的构成是常系数矩阵加上状态反馈增益后与k时隙的输入向量的乘积，常系数矩阵与次用户干扰对主用户的相关影响系数的乘积之和；

步骤2，通过LMI方法对所述状态空间模型计算状态反馈增益；

步骤3，步骤31，通过时隙k-1时的次用户i发射功率和时隙k时次用户i的发射功率控制更新指令来更新时隙k时次用户i的发射功率；

步骤32，通过时隙k时次用户i发射功率、时隙k时次用户j发射机到次用户i接收机的信道干扰增益g_ji(k)以及在时隙k时次用户i受到的第一多重干扰I_i(k)计算时隙k时次用户i的实际测量信噪比，所述第一多重干扰包括多址干扰、噪声和衰落；

步骤33，通过时隙k时次用户i的发射功率、时隙k时次用户i发射机和主用户l接收机之间的信道干扰增益来计算时隙k时的次用户i对主用户l产生的干扰温度；

步骤4，通过误差动态方程计算时隙k时的次用户i的信噪比跟踪误差和时隙k时次用户i对主用户的干扰温度跟踪误差，并根据其正负来选择控制器，进一步通过所选控制器使得次用户的发射功率降低，并更新自适应步长，根据状态反馈增益与时隙k的输入向量乘积等于次用户i的功率控制更新指令，进而来计算功率并更新功率控制更新指令，然后返回到步骤3，直至次用户发射信号不占据频谱。

2.根据权利要求1所述的认知无线电网络的功率控制方法，其特征在于，

所述状态空间模型如下：

其中，k表示时隙；

K表示状态反馈增益；

A，B，B₁，B₂，C₀，C₁，D₀₁，D₁₁，D₁₂是常系数矩阵；

是时隙k时次用户i的输入状态向量；

z₂(k)＝[e_i^γ(k) u_i(k)]^T是时隙k时次用户i的输出向量；

是时隙k时次用户i的输出向量；

e_i^γ(k)是时隙k时次用户i的信噪比跟踪误差；

是时隙k时次用户i对主用户l的干扰温度跟踪误差；

u_i(k)是时隙k时次用户i的功率控制更新指令；

其中表示时隙k时被测次用户的信噪比相关影响系数，表示次用户i在时隙k+l和k给定期望信噪比阈值之间的差值，[g_ii(k+1)-g_ii(k)]表示次用户i在时隙k+1和k时的信道干扰增益的差值；

[I_i(k+1)-I_i(k)]表示次用户i在时隙k+1时与时隙k时第一多重干扰之间的差值，所述第一多重干扰包括多址干扰、噪声和衰落；

表示时隙k时测得的次用户i对主用户l干扰相关影响系数，是时隙k时次用户i对主用户l给定的期望干扰温度阈值，其中，M表示M个次用户，是主用户l所能承受所有活跃的次用户的最大干扰功率阈值；h_il(k)是时隙k时次用户i发射机和主用户l接收机之间的信道干扰增益。