[发明专利]协同认知SIMO网络中吞吐量最大化的资源分配方法

摘要

一种协同认知SIMO网络中吞吐量最大化的资源分配方法，在认知网络接入后，主用户接收到CCM后发送数据，认知网络保持静默，接收主用户数据信息，同时对主用户数据进行译码；译码成功的认知用户利用自己的部分发射功率发送数据给认知基站，剩余部分功率帮助转发主用户数据，译码不成功的认知用户只发送自己的数据，不对主用户数据进行转发，认知基站从接收的混合信号中消除主用户数据的干扰，并对干扰消除后的信号进行波束形成；通过联合调整认知SIMO网络的发射功率矢量、功率分配因子矢量和波束形成权值矢量，可以在保证主用户目标传输速率的同时，实现认知网络最大的吞吐量性能，而且具有很快的收敛速度。

主权项

一种协同认知SIMO网络中吞吐量最大化的资源分配方法，其特征在于它包括下列步骤：步骤1.主用户发射机广播协同请求消息CRM，主用户接收机回复协同应答消息CAM，认知基站从CRM和CAM中估计网络中的信道状态信息，并判断认知SIMO网络是否有能力协同主用户通信以达到主用户的目标传输速率，如果可以则认知基站向主用户发送协同确认信息CCM，认知SIMO网络接入主用户的授权频段；如果不可以则认知SIMO网络不接入主用户的授权频段；步骤2.当认知基站向主用户发送协同确认信息CCM，认知SIMO网络接入主用户的授权频段时：认知网络接收主用户数据：主用户发射机和接收机接收到了CCM后，主用户发射机开始进行数据发送，认知网络保持静默，接收主用户数据信息，认知基站和可以成功译码主用户数据的认知用户对主用户数据进行译码；步骤3.认知用户发送自身数据，同时中继主用户数据：成功译码主用户数据的认知用户使用部分发射功率αcpc，c∈U1发送自己的数据给认知基站，剩余部分功率(1‑αc)pc，c∈U1转发主用户数据给主用户接收机；没有成功译码主用户数据的认知用户不转发主用户数据，使用发射功率pc，c∈U2发送自己的数据给认知基站；其中：集合U1表示可以成功译码主用户数据的认知用户的集合，集合U2表示不能成功译码主用户数据的认知用户的集合，pc表示第c个认知用户的发射功率，αc表示第c个认知用户的功率分配因子；步骤4.认知基站从接收到的混合信号中消除主用户数据的干扰，并对干扰消除后的信号进行波束形成；认知网络通过联合调整发射功率矢量p＝[p1，p2，...，pN]T，功率分配因子矢量α＝[α1，α2，...，αN]T，αc＝1，c∈U2和波束形成权值矢量wc＝[wc，1，wc，2，...，wc，M ]T，c＝1，2，...，N，在保证主用户目标传输速率Rpk的前提下，最大化认知网络的吞吐量，其中M表示认知基站配置的天线数目，N表示认知网络中认知用户的数目。