一種認知蜂窩網的下行鏈路空時調度方法
2023-06-29 06:32:41 1
專利名稱：一種認知蜂窩網的下行鏈路空時調度方法
技術領域：
本發明涉及一種認知無線電技術中無線通信與通信信號處理技術領域，特別是一種基於認知無線電的認知蜂窩網的下行鏈路空時調度方法。
背景技術：
隨著無線業務與應用的不斷增長，可供分配的無線頻譜資源越來越緊張。目前，可分配頻譜的匱乏已極大的阻礙了無線通信的可持續發展。在另一方面，實際測量結果表明大部分的已分配的頻譜卻處於低利用率狀態。在這種背景下，認知無線電(CognitiveRadio, CR)技術應運而生，CR網絡通過與持有授權頻譜的主用戶(Primary User, PU)網絡共存，在時間和空間上共享PU授權頻譜，從而可以提高現有授權頻譜的利用率，為新的無線業務與應用提供帶寬。
基於CR的蜂窩網絡(認知蜂窩網絡)通過利用的授權頻譜，有望解決當前商業移動通信所面臨的頻譜匱乏問題。在典型的認知蜂窩網絡的下行鏈路中，多天線的認知基站(Cognitive Base Station, CBS)通過空間復用技術支持多路數據流傳輸至不同的單天線認知移動終端(Cognitive Mobile Station, CMS)。在頻譜共享時，為不影響已有網絡的操作，實現與之「透明」共存，認知蜂窩網絡需要具備有效避免對PU幹擾的能力。因而，與傳統蜂窩網不同的是，在認知蜂窩網中，CBS傳輸至認知移動終端CMS的數據信號應避免對I3U帶來任何有害的幹擾。為實現頻譜資源的有效利用，最大化系統容量，需要在CMS之間進行調度。CBS通過對自身與PU以及自身與CMS之間的時變衰落信道的估計，並利用收集到的信道狀態信息可以實現用戶調度，在給定時間內調度具有最好信道狀況的用戶或用戶子集實現數據傳輸，從而最大化系統容量，優化對頻譜資源的利用。
發明內容
發明目的本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種認知蜂窩網的下行鏈路空時調度方法。為了解決上述技術問題，本發明公開了一種認知蜂窩網的下行鏈路空時調度方法，包括以下步驟步驟(1)，採集多天線認知基站與N個單天線認知移動終端之間的信道狀態信息向量hi; i = 1，2，...，N以及認知基站與M個單天線主用戶之間的信道狀態信息向量gj，j=l, 2,. . . , M ；步驟(2)，初始化構建圖中每條邊es,s+1(j)上分布的信息素τ s,s+i(j) = ( τ max+τ min)/2，以及啟發式信息 rU, s+1(j) = |hj|2, s=0, I,. . . , nT-M, j=l, 2，· · ·，N,其中τ _與τ min分別為信息素含量的上界與下界，τ _的設定值範圍為1(Γ20，τ min的設定值範圍為0 10，Ihj表示求信道狀態信息向量比的幅值，％為認知基站的天線數目；步驟(3)，生成m只人工螞蟻，其中m的設定值範圍為5 30，放置螞蟻於構建圖中頂點Vtl處，每隻螞蟻按概率Pr(es, S+1 (j))選擇邊es, S+1 (j)從頂點Vs移動至頂點vs+1，s=0, I..., nT-M ;記錄螞蟻nT-M次移動經過的路徑，選擇路徑中的邊所對應的認知移動終端組成接入集乂 ；步驟(4)，認知基站計算對應於第k個認知移動終端的雙重正交波束賦形向量wAic ^gA-,步驟(5)，分配發送功率給認知基站發送至認知移動終端的數據流；計算每隻螞蟻選擇的接入集j的系統容量如下
權利要求
1.一種認知蜂窩網的下行鏈路空時調度方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟(1)，採集多天線認知基站與N個單天線認知移動終端之間的信道狀態信息向量h，i = 1，2，...，N以及認知基站與M個單天線主用戶之間的信道狀態信息向量も.，j=l, 2,. . . , M ； 步驟(2)，初始化構建圖中每條邊es,s+1(j)上分布的信息素T s,s+1(j) = ( Tniax+ T min)/2,以及啟發式信息 ns,s+1(j) = |hj|2, s=0, 1， ，nT-M, j=l, 2， ，N,其中 t max 與 Tmin 分別為信息素含量的上界與下界，Tmax的設定值範圍為1(T20，Tmin的設定值範圍為0 10，IhJ表示求信道狀態信息向量 的幅值，nT為認知基站的天線數目； 步驟(3)，生成m只人工螞蟻，其中m的設定值範圍為5 30，放置螞蟻於構建圖中頂點％處，每隻螞蟻按概率Pr (es, S+1 (j))選擇邊es, S+1 (j)從頂點Vs移動至頂點vs+1，s=0, I..., nT-M ;記錄螞蟻nT-M次移動經過的路徑，選擇路徑中的邊所對應的認知移動終端組成接入集乂 ； 步驟(4)，認知基站計算對應於第k個認知移動終端的雙重正交波束賦形向量w#，k gA ; 步驟(5)，分配發送功率給認知基站發送至認知移動終端的數據流；計算每隻螞蟻選擇的接入集4的系統容量『(⑷如下
2.根據權利要求I所述的認知蜂窩網的下行鏈路空時調度方法，其特徵在於，步驟(3)中螞蟻選擇邊es,s+1(j)的概率Pr(es,s+1(j))按以下方法計算
3.根據權利要求I所述的認知蜂窩網的下行鏈路空時調度方法，其特徵在於，步驟(4)中依據以下方法計算第k個認知基站的雙重正交波束賦形向量w 對第k個認知基站，構建如下矩陣
4.根據權利要求I所述的認知蜂窩網的下行鏈路空時調度方法，其特徵在於，步驟(5)中依據以下注水運算給接入集義中的用戶k分配發送功率
5.根據權利要求I所述的認知蜂窩網的下行鏈路空時調度方法，其特徵在於，步驟(7)中邊es,s+1(j)上的信息素\s+1(j)按以下方法更新
全文摘要
本發明公開了一種認知蜂窩網的下行鏈路空時調度方法，包括以下步驟步驟(1)，採集多天線認知基站與單天線認知移動終端之間的信道狀態信息向量以及認知基站與單天線主用戶之間的信道狀態信息向量；步驟(2)，初始化構建圖中每條邊上分布的信息素以及啟發式信息；步驟(3)，生成人工螞蟻；步驟(4)，認知基站計算對應認知移動終端的雙重正交波束賦形向量；步驟(5)，分配發送功率給認知基站發送至認知移動終端的數據流；步驟(6)，判斷是否達到預設的最大迭代次數，若達到則停止並輸出最優接入集，最大迭代次數取自然數；步驟(7)，更新構建圖中所有邊上分布的信息素並返回步驟(3)；由此完成下行鏈路空時調度。
文檔編號H04B7/06GK102858019SQ20121038101
公開日2013年1月2日 申請日期2012年10月9日 優先權日2012年10月9日
發明者魏飛, 夏鵬瑞, 張燕 申請人:江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司