/3-n)，認(rèn)知用戶利用aW帶寬轉(zhuǎn)發(fā)授權(quán)用戶A的信息 幫助其達(dá)到目標(biāo)速率，授權(quán)用戶A經(jīng)過3個(gè)時(shí)隙后獲得的速率可以表示為
[0096]Ra=min{RAS,RSB} (16)
[0097] 其中
[0098]
[0099] 認(rèn)知用戶在第3個(gè)時(shí)隙同時(shí)利用剩余的（l-α)W帶寬發(fā)送自己的信息，則認(rèn)知用 戶獲得的速率可以表示為
[0100]
[0101] ④當(dāng)RAB彡RAT，RBA彡RBT時(shí)，表示授權(quán)用戶A和B在第1個(gè)和第2個(gè)時(shí)隙獲得的速 率已經(jīng)大于其目標(biāo)速率RAT和RBT，此時(shí)α=β= 〇;
[0102] 授權(quán)用戶Α和Β在第1個(gè)和第2個(gè)時(shí)隙分別使用m和η的時(shí)隙就可以達(dá)到目標(biāo)速 率Mprbt，即
[0103]
[0104] " -- -
[0105] 認(rèn)知用戶在第3個(gè)時(shí)隙，占用時(shí)隙（1-m-n)，利用全部的帶寬W發(fā)送自己的信息，則 認(rèn)知用戶獲得的速率表示為
[0106]
[0107] 本友明的扠木構(gòu)思為：由亍共存式頻譖接人萬法中，認(rèn)知用尸和授權(quán)用戶使用相 同的頻譜同時(shí)進(jìn)行通信，互相之間始終存在干擾，使得原本就非常有限的頻譜資源得不到 充分利用，授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶的性能也會(huì)由于干擾受到影響。而且這種頻譜接入方法使 用單向協(xié)作方式，由于其半雙工的工作模式造成了頻譜效率的損失。本專利方法中認(rèn)知用 戶通過雙向協(xié)作的方式接入授權(quán)用戶的頻譜，授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶分別通過不同的時(shí)間和 帶寬來發(fā)送信息，能夠有效解決授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶之間的干擾問題。同時(shí)，認(rèn)知系統(tǒng)以雙 向協(xié)作方式接入授權(quán)用戶的頻譜，能夠有效解決頻譜效率損失的問題。
[0108] 本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：（1)消除了共存式頻譜接入方法中授權(quán)用戶和認(rèn) 知用戶的干擾問題；（2)提升了頻譜效率。
【附圖說明】
[0109] 圖1是本發(fā)明方法的雙向協(xié)作抗干擾頻譜接入模型示意圖，其中 ~C?V(0,i/,./ )，i,jG{A,B,S,D}，i乒j，表示任意端點(diǎn)i到端點(diǎn)j的瑞利平坦衰落信道 的信道系數(shù)，且hpv為路徑損耗指數(shù)，表示端點(diǎn)i到端點(diǎn)j的距離。
[0110] 圖2為當(dāng)授權(quán)用戶A和B的目標(biāo)速率不相同，即RAT=lbps/Hz、RBT= 1. 5bps/Hz 時(shí)，本文所提頻譜接入方法的優(yōu)化系數(shù)α、β、m和n隨S位置的變化圖
[0111] 圖3為當(dāng)授權(quán)用戶A和B的目標(biāo)速率不相同，即RAT=lbps/Hz、RBT=L5bps/Hz 時(shí)，授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶獲得的速率隨S位置的變化圖。
【具體實(shí)施方式】
[0112] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0113] 參照圖1~圖3, 一種基于時(shí)間和帶寬分配的雙向協(xié)作抗干擾頻譜接入方法，是基 于現(xiàn)有的無線電通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。所述無線電通信系統(tǒng)包括一個(gè)主系統(tǒng)和一個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)， 主系統(tǒng)由授權(quán)用戶A和授權(quán)用戶B組成。認(rèn)知系統(tǒng)由認(rèn)知用戶發(fā)送端S和認(rèn)知用戶接收端 D組成，認(rèn)知系統(tǒng)通過尋找機(jī)會(huì)伺機(jī)接入主系統(tǒng)的頻譜來傳輸自己的信息。假設(shè)主系統(tǒng)支持 中繼功能，有一段授權(quán)頻譜W，認(rèn)知系統(tǒng)能夠模擬主系統(tǒng)中的無線電協(xié)議和系統(tǒng)參數(shù)。
[0114] 本實(shí)施方式的方法中，認(rèn)知用戶以雙向協(xié)作方式接入授權(quán)用戶的頻譜。授權(quán)用戶 A和B計(jì)算自己通過直傳時(shí)的速率和如果授權(quán)用戶A和B達(dá)不到自己的目標(biāo)速率 RAT和RBT，則允許認(rèn)知用戶以三個(gè)時(shí)隙解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作方式接入自己的頻譜。否則授權(quán)用戶通 過直傳發(fā)送自己的信息。認(rèn)知用戶接入授權(quán)用戶的頻譜后，授權(quán)用戶A和B計(jì)算自己在第 一個(gè)和第二個(gè)時(shí)隙直傳鏈路上的速率RAB和RBA。認(rèn)知用戶根據(jù)RAB和RBA是否能夠達(dá)到目標(biāo) 速率，通過以下四種不同方式接入授權(quán)用戶的頻譜。
[0115] 當(dāng)RAB<RAT，RBA<RBT時(shí)，計(jì)算授權(quán)用戶A和B在認(rèn)知用戶的幫助下獲得的速率Ra 和RB，如果RA>RAT和RRBT，則授權(quán)用戶A和B就會(huì)允許認(rèn)識用戶在第三個(gè)時(shí)隙接入自 己的頻譜。否則，授權(quán)用戶A和B通過直傳發(fā)送自己的信息。認(rèn)知用戶接入授權(quán)用戶A和B的頻譜后，利用一部分的帶寬轉(zhuǎn)發(fā)授權(quán)用戶A和B的信息，利用剩余的帶寬發(fā)送自己的信 息。
[0116] 當(dāng)RAB彡RAT，RBA<RBT時(shí)，計(jì)算授權(quán)用戶B在認(rèn)知用戶的幫助下獲得的速率RB，如 果RB>RBT，則授權(quán)用戶B就會(huì)允許認(rèn)識用戶在第三個(gè)時(shí)隙接入自己的頻譜。否則，授權(quán)用 戶A和B通過直傳發(fā)送自己的信息。認(rèn)知用戶接入授權(quán)用戶B的頻譜后，利用一部分帶寬 幫助轉(zhuǎn)發(fā)授權(quán)用戶B的信息，利用剩余的帶寬發(fā)送自己的信息。授權(quán)用戶A在第一個(gè)時(shí)隙 分配一部分時(shí)間給認(rèn)知用戶發(fā)送信息。
[0117] 當(dāng)RBA彡RBT，RAB<RAT時(shí)，計(jì)算授權(quán)用戶A在認(rèn)知用戶的幫助下獲得的速率RA，如 果RA>RAT，則授權(quán)用戶A就會(huì)允許認(rèn)識用戶在第三個(gè)時(shí)隙接入自己的頻譜。否則，授權(quán)用 戶A和B通過直傳發(fā)送自己的信息。認(rèn)知用戶接入授權(quán)用戶A的頻譜后，利用一部分帶寬 幫助轉(zhuǎn)發(fā)授權(quán)用戶A的信息，利用剩余的帶寬發(fā)送自己的信息。授權(quán)用戶B在第二個(gè)時(shí)隙 分配一部分時(shí)間給認(rèn)知用戶發(fā)送信息。
[0118] 當(dāng)RAB彡RAT，RBA彡RBT時(shí)，則授權(quán)用戶A和B在第一個(gè)和第二個(gè)時(shí)隙分配一部分時(shí) 間給認(rèn)知用戶發(fā)送信息。認(rèn)知用戶在剩余的第三個(gè)時(shí)隙利用全部的帶寬發(fā)送自己的信息。
[0119] 本實(shí)施方式中，授權(quán)用戶A和B通過直傳時(shí)的速率和可以通過如下方法獲 得：
[0120]
[0121]
[0122] 其中PjPP汾別表示授權(quán)用戶A和B的發(fā)送功率。
[0123] 本實(shí)施方式中，認(rèn)知用戶接入授權(quán)用戶的頻譜后，授權(quán)用戶A和B獲得的速率心和 rb，以及認(rèn)知用戶獲得的速率馬可以通過如下方法獲得：
[0124] 認(rèn)知用戶通過三個(gè)時(shí)隙解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作方式接入授權(quán)用戶的頻譜。在第1個(gè)時(shí)隙， 授權(quán)用戶A用全部W帶寬發(fā)送信息給授權(quán)用戶B和認(rèn)知用戶S，則A-B和A-S鏈路獲得 的速率可以分別表示為：
[0125]
[0126]
[0127] 在第2個(gè)時(shí)隙，授權(quán)用戶B用全部W帶寬發(fā)送信息給授權(quán)用戶A和認(rèn)知用戶S，則 B-A和B-S鏈路的速率可以分別表示為
[0128]
[0129]
[0130] 根據(jù)RAB和RBA是否能夠達(dá)到目標(biāo)速率RAT和RBT，RA，私和Rs有四種不同的形式。
[0131] ①當(dāng)RAB<RAT，RBA<RBT時(shí)，表示授權(quán)用戶A和B在第1個(gè)和第2個(gè)時(shí)隙達(dá)不到目 一1 標(biāo)速率RAT和RBT，此時(shí)Μ 。 3
[0132] 在第3個(gè)時(shí)隙，占用1/3時(shí)隙，認(rèn)知用戶分別利用aW(〇<α< 1)和i3W(〇<β < 1)帶寬轉(zhuǎn)發(fā)授權(quán)用戶Α和Β的信息幫助授權(quán)用戶達(dá)到目標(biāo)速率，授權(quán)用戶Α和Β經(jīng)過3 個(gè)時(shí)隙后獲得的速率可以分別表示為
[0133] Ra=min{RAS,RSB} (5)
[0134] Rb=min{RBS,RSA} (6)
[0135] 其中
[0136]
[0137]
[0138] 認(rèn)知用戶在第3個(gè)時(shí)隙同時(shí)利用剩余的[1-(a+i3)]W帶寬發(fā)送自己的信息，則認(rèn) 知用戶獲得的速率可以表示為
[0139]
[0140] ②當(dāng)RAB彡RAT，RBA<RBT時(shí)，表示授權(quán)用戶A在第1個(gè)時(shí)隙獲得的速率已經(jīng)大于其 目標(biāo)速率RAT，授權(quán)用戶B在第2個(gè)時(shí)隙達(dá)不到目標(biāo)速率，此時(shí)Λ=;，a=0。 3
[0141] 授權(quán)用戶A在第1個(gè)時(shí)隙使用所（0 <m4 )的時(shí)隙就可以達(dá)到目標(biāo)速率RAT，即 3
[0142]
[0143] 在第3個(gè)時(shí)隙，占用時(shí)隙（2/3-m)，認(rèn)知用戶利用帶寬轉(zhuǎn)發(fā)授權(quán)用戶B的信息 幫助其達(dá)到目標(biāo)速率，授權(quán)用戶B經(jīng)過3個(gè)時(shí)隙后獲得的速率可以表示為
[0144] Rb=min{RBS,RSA} (13)
[0145] 其中
[0146]
[0147] 認(rèn)知用戶在第3個(gè)時(shí)隙同時(shí)利用剩余的（l_i3)W帶寬發(fā)送自己的信息，認(rèn)知用戶 獲得的速率可以表示為
[0148]
[0149] ③當(dāng)RAB<RAT，RBA彡RBT時(shí)，表示授權(quán)用戶A在第1個(gè)時(shí)隙達(dá)不到目標(biāo)速率，授權(quán) 用戶B在第2個(gè)時(shí)隙獲得的速率已經(jīng)大于其目標(biāo)速率RBT，此時(shí)=β=0。 J
[0150] 授權(quán)用戶B在第2個(gè)時(shí)隙使用/'/CΟ< ? <I)的時(shí)隙就可以達(dá)到目標(biāo)速率RBT，即 3
[0151]
[0152]在第3個(gè)時(shí)隙，占用時(shí)隙（2/3-n)，認(rèn)知用戶利用aW帶寬轉(zhuǎn)發(fā)授權(quán)用戶A的信息 幫助其達(dá)到目標(biāo)速率，授權(quán)用戶A經(jīng)過3個(gè)時(shí)隙后獲得的速率可以表示為
[0153] Ra=min{RAS,RSB} (16)
[0154] 其中
[0155]
[0156] 認(rèn)知用戶在第3個(gè)時(shí)隙同時(shí)利用剩余的（l-α)W帶寬發(fā)送自己的信息，則認(rèn)知用 戶獲得的速率可以表示為
[0157]
[0158] ④當(dāng)RAB>RAT，RBA>RBT時(shí)，表示授權(quán)用戶A和B在第1個(gè)和第2個(gè)時(shí)隙獲得的速 率已經(jīng)大于其目標(biāo)速率RAT和RBT，此時(shí)α=β= 〇。
[0159] 授權(quán)用戶Α和Β在第1個(gè)和第2個(gè)時(shí)隙分別使用m和η的時(shí)隙就可以達(dá)到目標(biāo)速 率Mprbt，即
[0162] 認(rèn)知用戶在第3個(gè)時(shí)隙，占用時(shí)隙（1-m-n)，利用全部的帶寬W發(fā)送自己的信息，則 認(rèn)知用戶獲得的速率可以表示為
[0160]
[0161]
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