CN105207728B - 基于中继的分布式协作频谱感知的方法 - Google Patents

Abstract

基于中继的分布式协作频谱感知的方法，属于无线频谱分配利用领域。现有的分布式频谱感知方法存在频谱的利用率较低，并且突然出现的授权用户干扰授权用户信息传输和授权用户信息与认知用户信息分离的问题。一种基于中继的分布式协作频谱感知的方法，包括：授权用户获得并发送信号，得到较大的信号功率的记为认知用户U₁，另一记为认知用户U₂；把从授权用户接收到的信号功率大的认知用户作为中继，采用放大转发(AF)协议，协助另一个认知进行频谱感知和信号传输。本发明在理想信道估计和信号分离的情况下，能够提高认知用户端的检测概率，同时还能够提高系统的频谱效率。

Description

基于中继的分布式协作频谱感知的方法

技术领域

本发明涉及一种基于中继的分布式协作频谱感知的方法。

背景技术

近些年，随着无线用户的激增和用户数据业务流量的快速增长，以及用户对无线通信业务需求的增加，使得在某些频段频谱资源的利用变得十分紧张，但同时另外一些频段的频谱利用率却并不高。为了解决这一不合理的现象，基于频谱感知的认知无线电技术应运而生。在认知无线电系统中，根据职能的不同，分为认知用户和授权用户，授权用户是被系统所分配频谱资源的用户，而认知用户即为授权用户在休眠状态时所占用其所分配频谱资源的用户。相对于传统的静态频谱接入方式，认知无线电技术更加灵活，它可以根据频谱的利用情况做出合理的判断，当授权用户停止工作，所在的频段处于空闲状态下，让未授权的认知用户伺机接入。当授权用户再次工作时，认知用户再于合适的时机退出该频段，保证不影响授权用户的正常工作。因此认知用户端的频谱感知技术在认知无线电系统中扮演一个很重要的角色，通过该技术可以使认知用户能够寻找到授权用户所不使用的频谱资源。

比较典型的频谱感知方法主要有两大类：即单点检测以及多点协作检测。由单独一个认知用户参与的频谱检测称为单点检测，其常用的检测方法包括：能量检测、离散小波包变换检测、匹配滤波检测以及循环平稳特征检测等。但是，由于阴影、衰落以及无线信道的时变性等问题的存在，使得单点频谱感知变得很困难，此外隐藏终端问题也导致单点频谱感知的检测概率不高。随着检测用户数的增加，系统的检测性能也会随之提高。因此多用户协作频谱感知的技术比较常用。现在多数的多用户频谱感知系统，主要考虑的是在带有一个数据融合处理中心来接收多个用户各自频谱检测的结果，通过一定的规则或算法得到最终的检测结果，然后在通过数据融合处理中心将最终检测结果上报给接收端从而来判定此授权用户是否占用当前所分配的频段。虽然多次检测结果汇总处理能够得到一个比较正确的检测结果，但是在带有融合处理中心的多用户频谱感知的系统中，频谱检测的时间过长势必会对授权用户造成干扰。因此，分布式频谱感知技术被提出。现状多数的分布式频谱感知方法虽然能够在一定程度上解决检测时间过长带来的影响，但是频谱的利用率比较低，并且在认知用户信息传输的过程中授权用户的突然出现势必会增加对授权用户信息传输的干扰，同时带来认知用户与授权用户信息分离的干扰。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的分布式频谱感知方法存在频谱的利用率较低，并且突然出现的授权用户干扰授权用户信息传输和授权用户信息与认知用户信息分离的问题，而提出一种基于中继的分布式协作频谱感知的方法。

一种基于中继的分布式协作频谱感知的方法，所述方法通过以下步骤实现：

步骤一、授权用户获得并发送信号，之后对两个认知用户从授权用户接收到的信号功率进行估计，将估计到较大的信号功率的认知用户记为认知用户U₁，另一认知用户记为认知用户U₂；

步骤二、在第一个传输时隙T₁时，认知用户U₂向认知用户U₁和认知接收机发送信号认知用户U₁利用频谱感知信号进行能量检测，若检测到授权用户，执行步骤七，反之，则执行步骤三；

步骤三、在第二个传输时隙T₂时，认知用户U₁将接收到的信号放大为并加上认知用户U₁要发送的信号得到合并信号s⁽²⁾，之后将合并信号s⁽²⁾转发给认知用户U₂和认知接收机；

步骤四、在第二个传输时隙T₂时，认知用户U₂从认知用户U₁端接收到的信号表示为信号之后进行信道估计和信号分离得到频谱感知信号

步骤五、对步骤四得到的频谱感知信号进行频谱检测，若检测到授权用户，执行步骤八，反之，则执行步骤六；

步骤六、认知接收机把在步骤三接收到的信号表示为信号并将接收到的信号中两个认知用户的信号进行信号分离，然后将认知用户U₂的信号与信号进行最大比合并接收；

重复步骤二至步骤六，直到认知用户信息传输结束；

步骤七、认知用户U₁退出占用的频段，即完成了基于中继的分布式协作频谱感知的过程；

步骤八、认知用户U₂退出占用的频段，即完成了基于中继的分布式协作频谱感知的过程。

本发明的有益效果为：

本发明是本发明运用的分布式协作频谱感知的方法是在认知用户已知从授权用户接收的信号功率的情况下，把从授权用户接收到的信号功率大的认知用户作为中继，采用放大转发(AF)协议，协助另一个认知进行频谱感知和信号传输。在理想信道估计和信号分离的情况下，相比于传统的协作频谱感知方法，不仅仅能够提高认知用户端的检测概率，同时还能够提高系统的频谱效率。另外，通过灵活地选择放大系数，可以在检测概率和频谱效率之间取得良好的折中。从图3和图4可以看到，在信噪比较低时，本发明提出频谱感知模型的检测概率要远远优于传统频谱感知模型，而且随着放大系数的增加，检测概率随之提升。从图5可以看到，在信噪比较低时，本发明提出的频谱感知模型的信道容量要远远优于传统频谱感知模型，而且信道容量随着放大倍数的增加而降低。综合图4和图5可知，在本发明提出的频谱感知模型中，通过灵活地选择放大倍数，可以在检测概率和频谱效率之间取得良好的折中。

附图说明

图1是实施例提出的认知无线电的系统模型图；

图2是实施例提出的基于中继的分布式协作频谱感知的方法的处理过程图；

图3a和图3b分别是具体实施方式一提出的分布式协作频谱感知方法在第一个时隙和第二个时隙的频谱检测性能；

图4是具体实施方式一提出的分布式协作频谱感知方法的在不同放大倍数下的平均检测性能，以及与传统协作频谱检测方法的性能的对比示意图；

图5是具体实施方式一提出的分布式协作频谱感知方法的在不同放大倍数下的平均信道容量，以及与传统协作频谱检测方法的性能的对比示意图；

图6为本发明的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：

本实施方式的基于中继的分布式协作频谱感知的方法，结合图6所示，所述方法通过以下步骤实现：

步骤一、授权用户获得并发送信号，之后对两个认知用户从授权用户接收到的信号功率进行估计，将估计到较大的信号功率的认知用户记为认知用户U₁，另一认知用户记为认知用户U₂；

步骤二、在第一个传输时隙T₁时即第一个时间段，认知用户U₂向认知用户U₁和认知接收机发送信号认知用户U₁利用频谱感知信号进行能量检测，若检测到授权用户，执行步骤七，反之，则执行步骤三；

步骤三、在第一个传输时隙T₁之后的第二个传输时隙T₂时即第二个时间段，认知用户U₁将接收到的信号放大为并加上认知用户U₁要发送的信号得到合并信号s⁽²⁾，之后将合并信号s⁽²⁾转发给认知用户U₂和认知接收机；

步骤四、在第二个传输时隙T₂时，认知用户U₂从认知用户U₁端接收到的信号表示为信号之后进行信道估计和信号分离得到频谱感知信号

步骤五、对步骤四得到的频谱感知信号进行频谱检测，若检测到授权用户，执行步骤八，反之，则执行步骤六；

步骤六、认知接收机把在步骤三接收到的信号表示为信号并将接收到的信号中两个认知用户的信号进行信号分离，然后将认知用户U₂的信号与信号进行最大比合并接收；

重复步骤二至步骤六，直到认知用户信息传输结束；

步骤七、认知用户U₁退出占用的频段，即完成了基于中继的分布式协作频谱感知的过程；

步骤八、认知用户U₂退出占用的频段，即完成了基于中继的分布式协作频谱感知的过程。

本实施方式效果：

本发明运用的分布式协作频谱感知的方法是在认知用户已知从授权用户接收的信号功率的情况下，把从授权用户接收到的信号功率大的认知用户作为中继，采用放大转发(AF)协议，协助另一个认知进行频谱感知和信号传输。在理想信道估计和信号分离的情况下，相比于传统的协作频谱感知方法，不仅仅能够提高认知用户端的检测概率，同时还能够提高系统的频谱效率。另外，通过灵活地选择放大系数，可以在检测概率和频谱效率之间取得良好的折中。

从图3和图4可以看到，在信噪比较低时，本发明提出频谱感知模型的检测概率要远远优于传统频谱感知模型，而且随着放大系数的增加，检测概率随之提升。从图5可以看到，在信噪比较低时，本发明提出的频谱感知模型的信道容量要远远优于传统频谱感知模型，而且信道容量随着放大倍数的增加而降低。综合图4和图5可知，在本发明提出的频谱感知模型中，通过灵活地选择放大倍数，可以在检测概率和频谱效率之间取得良好的折中。

具体实施方式二：

与具体实施方式一不同的是，本实施方式的基于中继的分布式协作频谱感知的方法，步骤一所述授权用户获得信号的过程为：

步骤一一、设在认知用户无线电系统中，令正弦信号表示授权用户发送的正弦形式的信号，令Chirp信号表示阶数不同的认知用户U₁和认知用户U₂发送的信号；在分数域上Chirp信号的表现形式为一个带宽相当窄的脉冲信号，而正弦信号的表现形式为带宽较宽的宽带信号；说明Chirp信号在分数域有能量聚集的特性，而正弦信号则没有；

步骤一二、通过窄带的分数域滤波器，将认知用户U₁和认知用户U₂的信号与授权用户的信号进行分离；

步骤一三、将分离出的认知用户U₁和认知用户U₂的Chirp信号去除，剩下的即为系统性能检测所需要的授权用户信号。

具体实施方式三：

与具体实施方式一或二不同的是，本实施方式的基于中继的分布式协作频谱感知的方法，步骤二所述认知用户U₂向认知用户U₁和认知接收机发送信号认知用户U₁利用频谱感知信号对接收到的信号进行能量检测的过程中，所述频谱感知信号表示为下式：

其中，表示第一个传输时隙授权用户发送的信号，2；θ表示授权用户存在的指示符，当θ＝1时代表授权用户存在，当θ＝0时代表授权用户不存在；表示第一个传输时隙授权用户与认知用户U₁之间的信道增益；w⁽¹⁾表示第一个传输时隙接收到的噪声。

具体实施方式四：

与具体实施方式三不同的是，本实施方式的基于中继的分布式协作频谱感知的方法，步骤三所述在第一个传输时隙T₁之后的第二个传输时隙T₂时即第二个时间段，认知用户U₁将接收到的信号放大为并加上认知用户U₁要发送的信号得到合并信号s⁽²⁾，之后将合并信号s⁽²⁾转发给认知用户U₂和认知接收机的过程中，

所述认知用户U₁将在第一个传输时隙T₁接收到的信号放大得到的表示为：

其中，表示第一个传输时隙认知用户U₁与认知用户U₂之间的信道增益，i＝1，2，考虑到时分双工的模式；

所述认知用户U₁发送的合并信号s⁽²⁾表示为：

其中，表示认知用户U₁端放大转发的倍数，中继转发信号有最大功率限制，因此β_m表示最大值。

具体实施方式五：

与具体实施方式一、二或四不同的是，本实施方式的基于中继的分布式协作频谱感知的方法，步骤四所述在第二个传输时隙T₂时，认知用户U₂从认知用户U₁端接收到的信号表示为信号所述信号具体表示为：

具体实施方式六：

与具体实施方式五不同的是，本实施方式的基于中继的分布式协作频谱感知的方法，步骤四所述进行信道估计和信号分离得到频谱感知信号的过程为，

首先，为了能够提高检测概率，去除认知用户U₁和认知用户U₂发送的信号：由于认知用户U₂知道自己在第一个传输时隙所发送的信号形式，通过完美的信道估计，认知用户U₂发送的信号被消除；

然后，考虑到Chirp信号在分数域的能量聚集性和两个认知用户所传输Chirp阶数的不同，通过分数域窄带滤波器将认知用户U₁发送的合并信号s⁽²⁾被消除；

最后，得到认知用户U₂端的接收信号经过信道估计和信号分离之后的被检测信号表示为：

具体实施方式七：

与具体实施方式一、二、四或六不同的是，本实施方式的基于中继的分布式协作频谱感知的方法，步骤二所述在第一个传输时隙T₁时，认知用户U₂向认知用户U₁和认知接收机发送信号之后，所述认知接收机接收到的信号表示为：

具体实施方式八：

与具体实施方式七不同的是，本实施方式的基于中继的分布式协作频谱感知的方法，步骤三所述在第二个传输时隙T₂时，认知用户U₁将合并信号s⁽²⁾转发给认知接收机，之后，所述认知接收机接收到的信号表示为：

其中，表示第i个传输时隙认知用户m和认知接收机之间的信道增益，i＝1，2，m＝1，2。

具体实施方式九：

与具体实施方式一、二、四、六或八不同的是，本实施方式的基于中继的分布式协作频谱感知的方法，步骤六所述将认知用户U₂的信号与信号进行最大比合并接收的过程为，考虑到Chirp信号在分数域的能量聚集性和两个认知用户所传输Chirp阶数的不同，认知接收机通过分数域窄带滤波器把认知用户U₁和U₂的信息从中分离出来，而且从式(5)和式(6)可知，和中都包括认知用户U₂的信息，则通过最大比合并接收的方式得到认知用户U₂的信息，这样信道容量也得到了提升；

同时得到：在认知接收机端，认知用户U₁的信噪比SNR_a和认知用户U₂的信噪比SNR_b分别表示为：

其中，P_1r和P_2r分别表示认知用户U₁和认知用户U₂传送认知用户信息的发送功率；h₁₂表示认知用户U₁和认知用户U₂之间的信道增益；是噪声功率。

实施例1：

依照认知无线电系统的参数要求，仿真参数设置如下：系统中1个授权用户，2个认知用户，系统的虚警概率为0.1，认知用户间和认知用户与授权用户间的信道均为平坦衰落信道。P₁和P₂分别代表认知用户U₁和认知用户U₂从授权用户接收到的信号功率。

在认知用户无线电系统中，授权用户发送的信号形式是正弦形式，两个认知用户所发送的信号为两个阶数不同的Chirp信号。在分数域上Chirp信号的表现形式为一个带宽相当窄的脉冲信号，而正弦信号的表现形式为带宽较宽的宽带信号。说明Chirp信号在分数域有能量聚集的特性，而正弦信号则没有。通过分数傅里叶变换和窄带的分数域滤波器，可以从混合两个认知用户和授权用户的信号中将认知用户的信号分离出来，然后从混合的信号中将认知用户的信号去除，剩下的即为系统性能检测所需要的授权用户信号。

在第一个时隙T₁，认知用户U₂发送信号认知用户U₁利用频谱感知信号进行能量检测，频谱感知信号可以表示为下式：

其中，是第i个传输时隙授权用户发送的信号，i＝1，2；θ是授权用户存在的指示符，当θ＝1时则代表授权用户存在，当θ＝0时则代表授权用户不存在；代表第i个传输时隙授权用户与认知用户m之间的信道增益，i＝1，2；w⁽¹⁾代表第一个传输时隙接收到的噪声。

认知用户U₁和认知接收机在第一个时隙接收到的信号分别表示为：

其中代表第i个传输时隙认知用户m和认知接收机之间的信道增益(i＝1，2)；代表第i个传输时隙认知用户m与n之间的信道增益(i＝1，2)，考虑到时分双工的模式，h_mn＝h_nm；

在第二个传输时隙T₂时，认知用户U₁放大接收到的信号并加上认知用户U₁要发送的信号得到合并后信号s⁽²⁾并转发给认知用户U₂和认知接收机，s⁽²⁾可表示为 为第i个传输时隙认知用户端放大转发的倍数，中继转发信号有最大功率限制，因此放大倍数β不能超过最大值β_m。认知用户U₂端和认知接收端接收到的信号可分别表示为：

进行频谱检测的时候，为了能够提高检测概率，需要首先去除认知用户U₁和认知用户U₂所发送的信号；由于认知用户U₂知道自己在第一个传输时隙所发送的信号形式，通过完美的信道估计，可以被消除；考虑到Chirp信号在分数域的能量聚集性和两个认知用户所传输Chirp阶数的不同，通过分数域窄带滤波器，认知用户U₁所发送的信号被消除。此时在第二个传输时隙的认知用户U₂端接收信号经过信道估计和信号分离之后的被检测信号表示为：

本发明采用能量检测进行频谱感知，待检测信号先通过一个带宽为W的理想低通滤波器，然后通过一个平方器和积分器获得时间间隔T内的检验统计量Λ，归一化后将其与预定的判决门限相比较，从而确定授权用户是否存在。虚警概率P_f和检测概率P_f分别表示为P_r(Λ>λ|θ＝0)和P_r(Λ>λ|θ＝1)，从而得到下式：

其中u＝WT；γ是频谱感知信号的信噪比；Г(*)和Г(*,*)分别是gamma函数和不完备的gamma函数；Q_u(*，*)是u^th阶的广义Marcum-Q函数。

考虑到Chirp信号在分数域的能量聚集性和两个认知用户所传输Chirp阶数的不同，认知接收机通过分数域窄带滤波器把两个认知用户的信息从中分离出来。而且从(3)和(5)式中可看到，和中都包括认知用户U₂的信息，可以通过最大比合并接收的方式得到认知用户U₂的信息，这样信道容量也得到了提升。

在认知接收机端，认知用户U₁的信噪比SNR_a和认知用户U₂的信噪比SNR_b可以表示为：

其中P_1r和P_2r分别代表认知用户U₁和认知用户U₂传送认知用户信息的发送功率；h是认知用户之间的信道增益；是噪声功率。

图3是本发明提出的协作频谱感知模型在第一个时隙T₁和第一个时隙T₂的检测概率。

图4是本发明提出的频谱感知模型在不同放大倍数下平均检测概率和传统频谱感知模型的平均检测概率的对比图。从图中可以看到，随着信噪比的增加，检测概率随之增大。本发明提出的频谱感知模型的检测概率要远远大于传统频谱感知模型。而且随着放大系数的增加，平均检测概率也随之提升。

图5是本发明提出的频谱感知模型在不同放大倍数下平均信道容量和传统频谱感知模型的平均信道容量的对比图。从图5可以看到，在信噪比较低时，本发明提出的频谱感知模型的信道容量要远远优于传统频谱感知模型，而且信道容量随着放大倍数的增加而降低。

综合图4和图5可知，在本发明提出的频谱感知模型中，通过灵活地选择放大倍数，可以在检测概率和频谱效率之间取得良好的折中。

本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于中继的分布式协作频谱感知的方法，其特征在于：所述方法通过以下步骤实现：

步骤一、授权用户获得并发送信号，之后对两个认知用户从授权用户接收到的信号功率进行估计，将估计到较大的信号功率的认知用户记为认知用户U₁，另一认知用户记为认知用户U₂；

步骤二、在第一个传输时隙T₁时，认知用户U₂向认知用户U₁和认知接收机发送信号 认知用户U₁利用频谱感知信号进行能量检测，若检测到授权用户，执行步骤七，反之，则执行步骤三；

步骤三、在第二个传输时隙T₂时，认知用户U₁将接收到的信号放大为并加上认知用户U₁要发送的信号得到合并信号s⁽²⁾，之后将合并信号s⁽²⁾转发给认知用户U₂和认知接收机；

步骤四、在第二个传输时隙T₂时，认知用户U₂从认知用户U₁端接收到的信号表示为信号之后进行信道估计和信号分离得到频谱感知信号

步骤五、对步骤四得到的频谱感知信号进行频谱检测，若检测到授权用户，执行步骤八，反之，则执行步骤六；

步骤六、认知接收机把在步骤三接收到的信号表示为信号并将接收到的信号中两个认知用户的信号进行信号分离，然后将认知用户U₂的信号与信号进行最大比合并接收；

重复步骤二至步骤六，直到认知用户信息传输结束；

步骤七、认知用户U₁退出占用的频段，即完成了基于中继的分布式协作频谱感知的过程；

步骤八、认知用户U₂退出占用的频段，即完成了基于中继的分布式协作频谱感知的过程。

2.根据权利要求1所述基于中继的分布式协作频谱感知的方法，其特征在于：步骤一所述授权用户获得信号的过程为：

步骤一一、设在认知用户无线电系统中，令正弦信号表示授权用户发送的正弦形式的信号，令Chirp信号表示阶数不同的认知用户U₁和认知用户U₂发送的信号；

步骤一二、通过窄带的分数域滤波器，将认知用户U₁和认知用户U₂的信号与授权用 户的信号进行分离；

步骤一三、将分离出的认知用户U₁和认知用户U₂的Chirp信号去除，剩下的即为系统性能检测所需要的授权用户信号。

3.根据权利要求1或2所述基于中继的分布式协作频谱感知的方法，其特征在于：步骤二所述认知用户U₂向认知用户U₁和认知接收机发送信号认知用户U₁利用频谱感知信号对接收到的信号进行能量检测的过程中，所述频谱感知信号表示为下式：

其中，表示第一个传输时隙授权用户发送的信号θ表示授权用户存在的指示符，当θ＝1时代表授权用户存在，当θ＝0时代表授权用户不存在；表示第一个传输时隙授权用户与认知用户U₁之间的信道增益；w⁽¹⁾表示第一个传输时隙接收到的噪声。

4.根据权利要求3所述基于中继的分布式协作频谱感知的方法，其特征在于：步骤三所述在第二个传输时隙T₂时，认知用户U₁将接收到的信号放大为并加上认知用户U₁要发送的信号得到合并信号s⁽²⁾，之后将合并信号s⁽²⁾转发给认知用户U₂和认知接收机的过程中，

所述认知用户U₁将在第一个传输时隙T₁接收到的信号放大得到的表示为：

其中，表示第一个传输时隙认知用户U₁与认知用户U₂之间的信道增益，考虑到时分双工的模式；

所述认知用户U₁发送的合并信号s⁽²⁾表示为：

其中，表示认知用户U₁端放大转发的倍数，β_m表示最大值。

5.根据权利要求4所述基于中继的分布式协作频谱感知的方法，其特征在于：步骤四所述在第二个传输时隙T₂时，认知用户U₂从认知用户U₁端接收到的信号表示为信号所述信号具体表示为：

。

6.根据权利要求5所述基于中继的分布式协作频谱感知的方法，其特征在于：步骤四所述进行信道估计和信号分离得到频谱感知信号的过程为，

首先，去除认知用户U₁和认知用户U₂发送的信号：通过完美的信道估计，认知用户U₂发送的信号被消除；

然后，通过分数域窄带滤波器将认知用户U₁发送的合并信号s⁽²⁾被消除；

最后，得到认知用户U₂端的接收信号经过信道估计和信号分离之后的被检测信号表示为：

7.根据权利要求6所述基于中继的分布式协作频谱感知的方法，其特征在于：步骤二所述在第一个传输时隙T₁时，认知用户U₂向认知用户U₁和认知接收机发送信号之后，所述认知接收机接收到的信号表示为：

。

8.根据权利要求7所述基于中继的分布式协作频谱感知的方法，其特征在于：步骤三所述在第二个传输时隙T₂时，认知用户U₁将合并信号s⁽²⁾转发给认知接收机，之后，所述认知接收机接收到的信号表示为：

其中，表示第i个传输时隙认知用户m和认知接收机之间的信道增益，i＝1，2，m＝1，2。

9.根据权利要求8所述基于中继的分布式协作频谱感知的方法，其特征在于：步骤六所述将认知用户U₂的信号与信号进行最大比合并接收的过程为，认知接收机通过分数域窄带滤波器把认知用户U₁和U₂的信息从中分离出来，而且从式(5)和式(6)可知，和中都包括认知用户U₂的信息，则通过最大比合并接收的方式得到 认知用户U₂的信息；

同时得到：在认知接收机端，认知用户U₁的信噪比SNR_a和认知用户U₂的信噪比SNR_b分别表示为：

其中，P_1r和P_2r分别表示认知用户U₁和认知用户U₂传送认知用户信息的发送功率；h₁₂表示认知用户U₁和认知用户U₂之间的信道增益；是噪声功率。