1. 一种基于能效优化的认知协作网络联合资源分配方法,其特征在于:包括W下步骤: 步骤一:认知协作网络中,若源节点要与其目的节点进行通信,则首先源节点发送通信 需求至资源管理实体; 步骤二:资源管理实体接收源节点的通信请求后,确定源节点与目的节点覆盖范围中 的候选路由集合Ψ,获取各候选路由跳数并选择跳数最少的候选路由,存入集合Ψ〇,即Ψ〇 表示跳数最少的候选路由集合,WNmin表示Ψ〇中元素数目; 步骤Ξ:1)若Nmin=l,则确定该候选路由为最优路由,并基于能效优化准则的资源分配 算法,执行最优功率及子信道分配方案; 2)若Nmin〉l,则对各最少跳数候选路由执行基于能效优化准则的资源分配算法,确定各 路由的最优功率及子信道分配策略;比较各路由能效值,选择能效最优路由及最优路由对 应的功率、最优路由对应的子信道分配方案作为优化分配策略,按照优化分配策略完成认 知协作网络联合资源分配。
2. 根据权利要求1所述的基于能效优化的认知协作网络联合资源分配方法,其特征在 于:步骤二所述的确定源与目的节点覆盖范围中的候选路由集合Ψ方法为表示第i 条路由的传输速率,其中i = l,2,...Nt。t,Nt。t为所有可能路由的总数,if表示第i条路由的 第1跳链路的传输速率,1 = 1,2,..丄(1>,贿,令Rb'mW表示从用户对的最 小传输速率需求,则仅当第i条路由满足VI < z.1'1,/<"'> /Γ'""气,才作为候选路由。
3. 根据权利要求2所述的基于能效优化的认知协作网络联合资源分配方法,其特征在 于:步骤二所述的选择跳数最少的候选路由的方法为:用N表示集合中Ψ的元素数,则所有 候选路由中最少跳数路由关,lW表示第i条路由的跳数数量,将候选路由 固敞为Lmin的路由存入集合Ψ〇,用表示Ψ中第i个候选路由在Ψ〇中,贝贿W〇={Vi>|LW = Lmin,4(i)ew,l《i《N}。
4. 根据权利要求2所述的基于能效优化的认知协作网络联合资源分配方法,其特征在 于:所述第i条路由的传输速率的计算方法为:表示第i条路由第1跳链路的子信道分 配变量,其中l《k《K,K表示系统中子信道总数,若=1,表示将第k个子信道分配给第i 条路由的第1跳链路,不分配则=0 表示第i条路由第1跳链路使用第k个子信道 时的传输速率,则if可表示)根据香农 公式,有
,其中W为子信道带宽,分别表示第i条路由 第1跳链路使用第k个子信道时的源/中继认知用户的传输功率及信道增益,jf表示第k个 主用户的传输功率,表示从第k个主用户到第i条路由第1跳链路目的端使用第k个子信 道时的链路增益,σ2表示信道噪声功率。
5. 根据权利要求1所述的基于能效优化的认知协作网络联合资源分配方法,其特征在 于:步骤Ξ所述的基于能效准则的资源优化算法,具体包括:在满足优化限制的条件下,W 最大化链路能效为目标实现优化功率及子信道分配,WnW表示第i条最短候选路由的能 效,可得庚中 ηッ表示使用子信道k时第i条路由第1跳链路的能效,可得
Pur为第i条路由 第1跳链路发送端电路功率损耗;表示的最优值,表示第i条路由第1跳链路的 最优子信道选择变量,1|^表示第1条路由第1跳链路的最优功率分配变量,令(1;;^=1,基于 链路能效优化准则,可轉可爷
,其中表示第i条路由第1跳链路的最优能效值,则第i条最少 跳数候选路由的最优能效呆
:比较所有最少跳数候选路由的最大能效 值确定能效最大的候选路由为最优路由,目I
串中能效最大 路由,其对应功率、子信道分配方案为优化资源分配策略。
6. 根据权利要求5所述的基于能效优化的认知协作网络联合资源分配方法,其特征在 于:所述优化限制条件具体包括: 1) 认知用户最大传输功率限制:l《l《Lmin,l《k《K; 2) 主用户最小传输速率限制
,其中表示第k个主用户的最小传输速率 要求,巧f表示第k个主用户的传输速率,根据香农公式可得胃其中表示第k个主用户的信道增益,答gf表示从第i条路由第1跳链路源端到主用户基站 的信道增益。则认知用户传输功率限制为:l《l《Lmin,l《k 《K; 3) 认知用户对最小传输速率限制:由于第i条路由需满足最小传输速率限制rW>r(s 'mW,则该路由的所有链接均需满足最小传输速率限制:则认知用户传输功率限制:
4) 子信道分配二元限制:子信道分配标识〇C是一个二元变量,即:α二={0,1},1《1《 Lmin,l《k《K; 5) 传送端子信道分配限制:假设第i条路由第1跳链路最多分配一个子信道,即: