1.一种基于OFDM认知网络的分时协同通信的实现方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：在能量合作传输阶段，即：时隙τ1,k，主用户发送端PT通过第k个子载波，以功率pp1,k向主用户接收端PUk和次用户发送端STk广播信息xp1,k；主用户接收端PUk和次用户发送端STk的接收信号分别为 和 在本阶段，主用户接收端的接收信号速率为 与此同时，次用户发送端将其接收到的信号转换为电能，即步骤2：在信息合作传输阶段，次用户发送端作为中继，以半双工的工作方式解码转发主用户发送端的信号；在时隙τ21,k，主用户发送端PT通过第k个子载波，以功率pp2,k向主用户接收端PUk和次用户发送端STk发射信号xp2,k；主用户接收端PUk和次用户发送端STk的接收信号分别为 和 相应的信号速率分别为：

和

在接下来的时隙τ22,k，次用户发送端STk通过第k个子载波，以功率ps1,k向主用户接收端PUk解码转发xp2,k，此时主用户发送端PT保持空闲状态，在本时隙，主用户接收端PUk的接收信号为 相应的信号速率为在本合作阶段主用户接收端的可达信号速率为步骤3：在次用户信息单独传输阶段τ3,k，即：保证主用户可达速率要求后，次用户发送端STk通过第k个子载波，以功率ps2,k向次用户接收端SU发送信号xs,k，此时主用户发送端PT保持空闲状态；在本阶段，次用户接收端SU的接收信号为 相应的可达速率为 根据约束条件，使次用户可达速率最大化的最优资源分配策略(τ3,ps2,k)，通过求解下式得到：步骤 4：对上述非凸问题进行转换，令 p′p1,k＝pp1,kτ1,k,，p ′ p2,k＝ pp2,kτ21,k，p ′ s1,k＝ p s1,kτ22,k和 p ′ s2,k＝ p s2,kτ3,k，Rp1,k(τ1,k,pp1,k)，Rs,k(τ3,k,ps2,k)表示为关于(τk,p′k)的凹函数，即：

和 从而，把

非凸问题重写为凸问题；

步骤5：应用对偶分解法，针对上述凸问题中的各个约束条件引入对偶变量及其拉格朗日算子L(s)，将整个问题拆解成k个子问题Lk(sk,pk,τk)，即：

在内层，固定对偶变量sk，对每个拉格朗日算子Lk(sk,pk,τk)并行应用KKT条件，得到对应原自变量的最优值 在外层，将各原自变量汇集起来，根据次梯度法优化整体更新对偶变量，即 为取值较小的步长，反复迭代，直到使得两者同时达到最优。

2.根据权利要求1 所述的一种基于OFDM 认知网络的分时协同通信的 实现方 法，其特 征在于，所 述步骤4 包 括：证明 Rp1,k(τ1,k,p ′ p1,k)，和Rs,k(τ3,k,p′s2,k)为凸函数的具体推导过程为：

通过观察上述函数均具有如下形式，

其中(x,t)为自变量，α≥0为常数，其Hessian矩阵为对给定的任意实向量z＝[z1,z2],有2

即▽ f(x,t)为半负定矩阵，f(x,t)是关于(x,t)的凹函数；同理，可以证明Rp1,k(τ1,k,p′p1,k)， 和 为相应自变量的凸函数。

3.根据权利要求1所述的一种基于OFDM认知网络的分时协同通信的实现方法，其特征在于，所述步骤5包括：对于内层迭代，将原自变量(τk,p′k)分为τk和p′ k两组交替优化，其中固定τk，通过以下各式进一步优化得到p′k，即；

其中ak＝log(2)(γ+κk)αkβk,bk＝ log(2)(γ+κ k)(αk+βk)-(γ+κk)αkβk,ck＝ log(2)(γ+κk)-(λkβk+μkαk),

接着固定p′k，可通过以下各式进一步优化得到τk，依次优化直到二者同时达到最优，即：k＝2…K.

4.根据权利要求1所述的一种基于OFDM认知网络的分时协同通信的实现方法，其特征在于：所述方法应用于无线信息和能量同步传输情景下的主次用户间的合作传输模式中。