本发明专利技术提供了一种认知无线网络中基于最大和速率的协同通信方法,该新的协同通信方案以最大化认知无线网络中主次用户的和速率。通过建模将主次用户的和速率最大化问题表示为组合优化问题，然后引入辅助变量，将所求问题等价转化为运筹学中的标准指派问题，并根据该指派问题求解算法，提出了基于匈牙利算法的主次用户协同通信方案。经对比认知无线网络在采用本发明专利技术的AF、DF协同通信与直接通信方式时，在不同情况下的主次用户和速率变化情况。仿真结果表明，在次用户数目较多时，采用本发明专利技术的协同通信方案带来和速率1.3倍以上的提升，同时，AF协同通信比DF协同通信方式更适合用于认知无线网络中以提高主次用户的和速率。
【技术实现步骤摘要】
【技术保护点】
一种认知无线网络中基于最大和速率的协同通信方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：每个时隙开始时，控制台获取网络参数，网络参数包括各信道的信道增益，以及背景噪声功率，各信道的信道增益包括分别表示对应收发机之间的信道增益的其中Si、Di分别表示第i条信道上的主用户发射机与接收机，Rj、RDj分别表示第j条信道上的次用户发射机与接收机，相应地，表示第i条信道上的主用户发射机与主用户接收机之间的信道增益，表示第i条信道上的主用户发射机与第j条信道上的次用户发射机之间的信道增益，表示第j条信道上的次用户发射机与第i条信道上的主用户接收机之间的信道增益，表示第j条信道上的次用户发射机与次用户接收机之间的信道增益；同时，控制台还获取第i条信道的信道带宽wi,1≤i≤M，以及背景噪声功率；第二步：根据第一步中的网络参数计算所有主次用户在各信道的通信速率；第三步：计算匈牙利算法所需用到的中间参数；中间参数为矩阵B，B＝(bi,j)(M+N)×(M+N)，bi,j表示矩阵B的元素，Bmax＝max(bi,j)；其中矩阵B的各元素为：其中Ci,j_coop表示主次用户协同通信的信道容量，Ci_dir表示主用户直接通信的信道容量，Ci,j_sec表示次用户对i在信道j上直接通信的信道容量，M表示可用信道的数目，N表示次用户的数目，P表示主用户中有通信需求的用户数目，此式中为了简便，设定主用户中的前P个用户为有通信需求的用户数目，也即B的维度形式如下：B=AP×NDP×P0P×(M-P)C(M-P)×N0(M-P)×P0(M-P)×(M-P)0N×N0N×P0N×(M-P)其中AP×N表示P×N维的矩阵，C(M?P)×N表示(M?P)×N维的矩阵，DP×P表示P×P维的矩阵；第四步：采用匈牙利算法求解与最终通信方案所对应的矩阵Y，yi,j表示矩阵Y的元素；矩阵Y的各元素为：yi,j=yi,j=xi,j;1≤i≤M,1≤j≤NΣi=1Myi,j+Σi=M+1M+Nyi,j=1;i=1,2,···,M+NΣj=1Nyi,j+Σj=N+1M+Nyi,j=1;i=1,2,···,M+N其中，代数1表示最多只有1个次用户能够作为中继用户、或者次用户作为中继用户时最多只能服务1个主用户，xi,j表示数学推导过程中的辅助变量，xi,j的物理意义如下：当1≤i≤P,1≤j≤N时，当P+1≤i≤M,1≤j≤N时，其中P表示主用户中有通信需求的用户数目，此式中为了简便，设定主用户中的前P个用户为有通信需求的用户数目；第五步：根据矩阵Y的各元素值，确定各主次用户的通信方式与工作方式。FDA00003090931000011.jpg,FDA00003090931000012.jpg,FDA00003090931000013.jpg,FDA00003090931000014.jpg,FDA00003090931000015.jpg,FDA00003090931000016.jpg,FDA00003090931000023.jpg,FDA00003090931000024.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：焦建通，蒋铃鸽，何晨，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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