專利名稱：認(rèn)知無線電系統(tǒng)中基于優(yōu)化接入認(rèn)知用戶數(shù)的頻譜分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無線電頻譜是一項(xiàng)有限的、寶貴的資源，通常是由政府部門授權(quán)使用。近年來，無線電領(lǐng)域發(fā)展比較活躍，隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)、衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)等的發(fā)展，頻譜資源顯得比較緊張。糾其原因，主要是因?yàn)槭跈?quán)頻段的頻譜利用率不高。認(rèn)知無線電技術(shù)被認(rèn)為是解決頻譜資源緊缺的有效方案。其主要思想為認(rèn)知用戶具有自主學(xué)習(xí)能力，能與周圍環(huán)境交互信息，通過頻譜感知，認(rèn)知用戶能檢測到未被授權(quán)用戶占用的空閑頻譜的存在，然后“機(jī)會(huì)接入”處于空閑的頻譜以達(dá)到提高頻譜利用率，從而解決頻譜資源緊缺的問題。頻譜聚合技術(shù)是近年來新興的技術(shù)，它于2006年被英國奈奎蒂克軍品公司提出，其主要解決的問題是聚合不連續(xù)的、零散的頻譜碎片，通過對頻譜碎片的聚合，將離散的，不連續(xù)的、帶寬細(xì)小的頻譜碎片聚合用以支持高數(shù)據(jù)、大帶寬的數(shù)據(jù)傳輸。而現(xiàn)有頻譜的聚合分配技術(shù)是在動(dòng)態(tài)條件下進(jìn)行的，頻譜利用率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有在動(dòng)態(tài)條件下進(jìn)行的頻譜的聚合分配的方法導(dǎo)致頻譜利用率低的問題，本發(fā)明提供了認(rèn)知無線電系統(tǒng)中基于優(yōu)化接入認(rèn)知用戶數(shù)的頻譜分配方法。認(rèn)知無線電系統(tǒng)中基于優(yōu)化接入認(rèn)知用戶數(shù)的頻譜分配方法的具體步驟為:
第一步:將N個(gè)等待接入的認(rèn)知用戶所需求的帶寬按從小到大的順序進(jìn)行排列，形成集合B，所述集合B= (B1, B2, B3,…，Bk, Bk+1,…，Bn}，Bk為第k個(gè)等待接入的認(rèn)知用戶所需求的帶寬，k為正整數(shù)，且k小于或等于N-2 ；第二步:采用認(rèn)知無線電中的頻譜檢測技術(shù)，檢測一個(gè)跨度內(nèi)未被授權(quán)用戶占用的空閑頻段，共獲得v+1個(gè)空閑頻段，形成集合F ;集合
權(quán)利要求
1.認(rèn)知無線電系統(tǒng)中基于優(yōu)化接入認(rèn)知用戶數(shù)的頻譜分配方法，其特征在于，它由以下步驟實(shí)現(xiàn): 第一步:將N個(gè)等待接入的認(rèn)知用戶所需求的帶寬按從小到大的順序進(jìn)行排列，形成集合B,所述集合B= (B1, B2, B3,...，Bk, Bk+1,...，Bj，Bk為第k個(gè)等待接入的認(rèn)知用戶所需求的帶寬，k為正整數(shù)，且k小于或等于N-2 ； 第二步:采用認(rèn)知無線電中的頻譜檢測技術(shù)，檢測一個(gè)跨度內(nèi)未被授權(quán)用戶占用的空閑頻段，共獲得v+1個(gè)空閑頻段，形成集合F ； 集合 式中:v為大于或等于O的整數(shù)，[fLi, fm]表示第i個(gè)空閑頻段，fLi表示第i個(gè)空閑頻段的低頻邊界，表示第i個(gè)空閑頻段的高頻邊界，且有 .Μ〈 ^+1)，i為正整數(shù)； 跨度的含義為:在一次頻譜聚合當(dāng)中，一次能聚合分配的頻譜寬度；第三步:判斷第二步中跨度的右邊界是否位于該跨度內(nèi)的第v+1個(gè)空閑頻段[fL(v+l), fu(v+l)]內(nèi)，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行第四步，如果判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行第六步；第四步:將第v+1個(gè)空閑頻段[4(ν+1)，fu(v+1)]刪除，并將該第v+1個(gè)空閑頻段用于下個(gè)跨度之內(nèi)的聚合，然后采用頻譜聚合技術(shù)將該跨度內(nèi)剩余的V個(gè)空閑頻段進(jìn)行聚合，并執(zhí)行第五步； 第五步:將跨度內(nèi)的前j'個(gè)空閑頻段依次進(jìn)行做和運(yùn)算，得到Ai整理后獲得集合Μ1，所述的集合M1={M' i，M' 2,W 3，…，M' n, }，其中，M'」，表示跨度內(nèi)前j'個(gè)空閑頻段的聚合帶寬，iV表示該跨度內(nèi)第i個(gè)空閑頻段[fu，fm]的帶寬，_Τ為正整數(shù)，集合Ml表示聚合后用于分配的 帶寬的集合，其中n' =1，2，…，V，然后執(zhí)行第五一步； 第五一步:判斷B1是否小于或等于集合Ml中的最大聚合帶寬，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行第五二步；如果判斷結(jié)果為否，執(zhí)行第八步； 第五二步:將B1與集合Ml= {if UW 2,W 3，…，M' n, }中的每一個(gè)元素按從左到右的順序依次比較，判斷是否存在M' n, =B1，判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行第五三步；判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行第五四步； 第五三、將M' n,分配給B1,并將集合B中B1刪除，獲得更新后的集合B ;同時(shí)，將集合Ml中M' n,刪除，獲得更新后的集合Ml ;將集合F中已分配的[fu，fm]刪除，獲得更新后的集合F ;并執(zhí)行第五五步； 第五四步:將使得B1小于或等于集合Ml中的最大聚合帶寬成立的第一個(gè)聚合帶寬Mn, /分配給B1 ;所述的第一個(gè)聚合帶寬Mn, /表示集合Ml中的一個(gè)元素；將集合BmB1刪除，獲得更新后的集合B; 將集合Ml中Mn, /刪除，獲得更新后的集合Ml ;將集合F中已分配的[fu，fm]刪除，獲得更新后的集合F ;并執(zhí)行第五五步； 第五五步:判斷更新后的集合B中是否存在等待接入的認(rèn)知用戶所需求的帶寬，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行第七步；如果判斷結(jié)果為否，則完成認(rèn)知無線電中優(yōu)化接入認(rèn)知用戶數(shù)的頻譜分配； 第六步:采用頻譜聚合技術(shù)將該跨度內(nèi)的v+1個(gè)空閑頻段進(jìn)行聚合，將跨度內(nèi)的前j個(gè)空閑頻段依次進(jìn)行做和運(yùn)算，得到
全文摘要
認(rèn)知無線電系統(tǒng)中基于優(yōu)化接入認(rèn)知用戶數(shù)的頻譜分配方法，本發(fā)明屬于無線電領(lǐng)域；為了解決離散的，不連續(xù)的、帶寬細(xì)小的空閑頻譜碎片不能進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的問題，本發(fā)明利用頻譜聚合技術(shù)將處于空閑狀態(tài)的離散的，不連續(xù)的、帶寬細(xì)小空閑頻譜進(jìn)行聚合分配，在分配的過程中，若存在多個(gè)認(rèn)知用戶等待接入的情況時(shí)，通過對等待接入的認(rèn)知用戶的帶寬需求進(jìn)行排序，有選擇的進(jìn)行接入，以達(dá)到接入的認(rèn)知用戶數(shù)量最大化，通過將空閑頻譜分配給認(rèn)知用戶使用從而提高系統(tǒng)頻譜利用率，本發(fā)明具體應(yīng)用在無線電領(lǐng)域。
文檔編號H04W16/14GK103249052SQ201310198408
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月24日
發(fā)明者馬琳, 盛飛, 譚學(xué)治, 殷聰, 遲永鋼, 何晨光 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)