JP5424006B2 - ワイヤレス通信システムにおける確率ベースのリソース割り当てのためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
- CRネットワークの重み付き和レートが最大化されるべきである。CRユーザペアに異なる優先度を与えられることが可能であるために、重みはCRユーザペアのレート上に置かれ、たとえば、キュー重み付き和レートが、安定性およびスループット最適性のために使用される。
- 各チャネルは1つのCRユーザペアにしか割り当てることができず、それによりCRリンク間での干渉を防ぐ。
- 各CR送信機は、最大送信電力を有する。
- 各認可された受信機は、その通信を十分に保護するための最大干渉電力を有する。
- 各CRユーザペアは、そのサービス品質(QoS)を保証するための最小送信レートを有する。
に存在する場合、CRユーザペアkの送信は失敗することになると仮定する。
105 プライマリユーザ(PU)
106 プライマリユーザ(PU)
107 プライマリユーザ(PU)
110 CRユーザ
111 CRユーザ
112 CRユーザ
113 CRユーザ
114 CRユーザ
200 CRシステム
300 CRユーザ
305 受信機
307 送信機
309 送信/受信スイッチ
311 受信機処理ハードウェア
313 送信機処理ハードウェア
315 プロセッサ
317 メモリ
320 スペクトル検知ユニット
322 協調ユニット
324 最適化ユニット
326 乗数計算ユニット
328 確率計算ユニット
330 電力割り当てユニット/電力割り当て計算ユニット
332 干渉計算ユニット
334 有用性計算ユニット
336 実効レート計算ユニット
338 収束ユニット
340 ユーザ検知情報記憶装置
342 確率情報記憶装置
344 有用性情報記憶装置
346 電力割り当て記憶装置
348 乗数情報記憶装置
Claims (16)
- 集中型リソース割り当てのための方法であって、
一組のコグニティブ無線(CR)ユーザペアとスペクトル検知情報を協調させるステップと、
前記一組のCRユーザペアにおける各CRユーザペアに対する確率ベースの情報を計算するステップであって、前記スペクトル検知情報に基づいて計算するステップと、
割り当てに利用可能な各チャネルに対する調整値を計算するステップと、
割り当てに利用可能な一組のチャネルにおける割り当てられていないチャネルにCRユーザペアを割り当てるステップであって、前記確率ベースの情報に基づいて割り当てるステップと、
前記調整値を更新するステップと、
前記調整値が収束していない場合に、CRユーザペアを割り当てる前記ステップ、および前記調整値を更新する前記ステップを繰り返すステップと、
チャネル割り当てに対するCRユーザペアに関する情報を含むメッセージを、前記一組のCRユーザペアに送信するステップと
を含み、前記調整値はラグランジュの未定乗数である、ことを特徴とする方法。 - スペクトル検知情報を協調させるステップが、集中型制御装置においてスペクトル検知情報を受信するステップを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記集中型制御装置が、前記一組のCRユーザペアにおけるCRユーザである、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 確率ベースの情報を計算するステップが、前記スペクトル検知情報に基づいて条件付き確率を計算するステップを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 条件付き確率を計算するステップが、
k番目のCR送信機におけるチャネルnに、認可された信号が存在するという第1の条件付き確率を計算するステップであって、ここで、nは整数値であって、1から割り当てに利用可能なチャネルの数までの間の範囲であり、kは整数値であって、前記一組のCRユーザペアにおけるCRユーザペアを表す、計算するステップと、
k番目のCR受信機における前記チャネルnに、前記認可された信号が不在であるという第2の条件付き確率を計算するステップと
を含む、ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記第1の条件付き確率および前記第2の条件付き確率が、各CRユーザペアにおける各可能なチャネルについて計算される、ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- CRユーザペアを割り当てるステップが、
各CRユーザペアについての有用値および電力割り当てを計算するステップであって、前記有用値および前記電力割り当てが前記確率ベースの情報に基づく、計算するステップと、
前記割り当てられていないチャネルについて最も大きな有用値を有するCRユーザペアを選択するステップと、
選択されたCRユーザペアを前記割り当てられていないチャネルに割り当てるステップとを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - コグニティブ無線(CR)ユーザにおけるリソース割り当てのための方法であって、
一組のCRユーザペアとスペクトル検知情報を協調させるステップと、
前記スペクトル検知情報に基づいて確率ベースの情報を計算するステップと、
割り当てに利用可能な各チャネルに対する調整値を計算するステップと、
前記確率ベースの情報に基づいて各CRユーザペアについての有用値および電力割り当てを計算するステップと、
前記一組のCRユーザペアにおける他のCRユーザペアと前記有用値を共有するステップと、
Iが1から割り当てに利用可能なチャネルの数までの範囲である、チャネルIごとに、
前記CRユーザに対するチャネルIに関連付けられた有用値が最大有用値である場合に、前記チャネルIに対する送信電力を第1の値に設定し、調整値を更新するステップ、および
前記CRユーザに対するチャネルIに関連付けられた前記有用値が最大有用値でない場合に、前記チャネルIに対する前記送信電力を第2の値に設定するステップと、
前記調整値を更新するステップと、
前記調整値が収束していない場合に、有用値および電力割り当てを計算する前記ステップ、前記チャネルIごとに、他のCRユーザペアと前記有用値を共有する前記ステップ、ならびに前記調整値を更新する前記ステップを繰り返すステップと、
前記CRユーザに割り当てられたチャネル上で送信するステップと
を含み、前記調整値はラグランジュの未定乗数である、ことを特徴とする方法。 - 1つまたは複数の調整値が閾値を超えた分変化する場合に、または前記調整値が更新された回数が特定の数未満の場合に、前記調整値は収束していない、ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記第1の値が1であり、前記第2の値が0である、ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記有用値を共有するステップが、
前記有用値を、前記一組のCRユーザペアにおける他のCRユーザペアに送信するステップと、
前記一組のCRユーザペアにおけるCRユーザペアのそれぞれから、共有された有用値を受信するステップとを含む、ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - アンテナに連結され、前記アンテナにより検出された信号を受信するように構成された受信機と、
前記アンテナに連結され、前記アンテナを使用して信号を送信するように構成された送信機と、
前記受信機および前記送信機に連結されたプロセッサであって、請求項1に記載された方法に従って、ワイヤレス通信システムにおいてリソースを割り当てるように構成された、プロセッサと
を含むことを特徴とする通信デバイス。 - 前記プロセッサが、
前記スペクトル帯域の状態を検知するように構成されたスペクトル検知ユニットと、
前記スペクトル検知ユニットに連結され、前記スペクトル帯域の前記状態と、前記近隣の通信デバイスから受信されたスペクトル帯域の状態とを結合するように構成された結合ユニットと
前記スペクトル検知ユニットに連結され、前記スペクトル帯域の状態に基づいて条件付き確率を計算するように構成された確率計算ユニットと、
前記スペクトル検知ユニットに連結され、割り当てに利用可能な各チャネルに対する乗数を計算して、更新するように構成された乗数計算ユニットと、
前記スペクトル検知ユニットに連結され、計算された電力割り当ておよび有用性に基づいて通信デバイスペアを選択し、選択された通信デバイスペアにリソースを割り当てるように構成された最適化ユニットと
を含む、ことを特徴とする請求項13に記載の通信デバイス。 - 前記プロセッサが、
前記スペクトル検知ユニットに連結され、各通信デバイスペアに対する各チャネルについての有用値を計算するように構成された有用性計算ユニットと、
前記スペクトル検知ユニットに連結され、各通信デバイスペアによってなされた通信によってプライマリユーザに対して引き起こされた干渉を計算するように構成された干渉計算ユニットと
をさらに含む、ことを特徴とする請求項14に記載の通信デバイス。 - 前記プロセッサが、
前記スペクトル検知ユニットに連結され、各通信デバイスペアに対する電力割り当てを計算するように構成された電力割り当て計算ユニットと、
前記スペクトル検知ユニットに連結され、各通信デバイスペアの受信機に対する実効レートを計算するように構成された実効レート計算ユニットと
をさらに含む、ことを特徴とする請求項14に記載の通信デバイス。
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