[發明專利]一種具有網絡認知能力的動態頻譜接入方法

無效

• 申請號: 201110196799.2
• 申請日: 2011-07-14
• 公開（公告）號: CN102256261A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 蔣定德;韓洋;許爭爭
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10;H04W74/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李運萍

1.一種具有網絡認知能力的動態頻譜接入方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：信道分配，

可用頻譜被分割成一系列頻帶，這些頻帶在帶寬和發送范圍上各不相同，這些頻帶即為信道；每個信道都完全正交，從用戶同時能夠使用多條信道；當幾個用戶同時使用同一個信道，就會造成沖突和干擾；所有的用戶的位置都是固定不變的，通過網絡級的基于圖論著色理論的信道分配方法完成多用戶多信道的分配；

步驟二：信道接入，

在認知無線電網絡中，從用戶充分利用主用戶未使用的信道，即從用戶要機會的利用分配給主用戶的信道的空閑時隙；利用二狀態的馬爾科夫模型，使用信道的主用戶不考慮從用戶的存在，并且從用戶能夠利用主用戶的空閑時隙完成通信；

步驟三：信道切換；

通過信道分配和信道接入模塊，從用戶能夠分配到適合使用的信道和時隙，通過時隙空閑概率門限值和碰撞概率門限值的限制，使從用戶能夠在不同的信道和時隙進行切換；

步驟四：判斷從用戶數據是否發送完畢，若是，則執行步驟六；否則，轉去執行步驟五；

步驟五：判斷從用戶是否有可用信道，若是，則轉去執行步驟二；否則，執行步驟六；

步驟六：結束。

2.根據權利要求1所述的一種具有網絡認知能力的動態頻譜接入方法，其特征在于步驟一所述的信道分配，具體包括如下步驟：

步驟A：將整個認知無線電網絡抽象成一個模型圖G＝(S，E_I，V_U)，信道分配過程用圖論著色模型建模；S為頂點，表示從用戶個數，共有N個；E_I表示兩個頂點間的邊，即代表干擾關系，當i_{n，k，m}＝1，從用戶n和從用戶k使用信道m會互相干擾，這就意味著從用戶n和從用戶k之間存在著一條m色的邊，不同顏色代表不同信道；V_U表示從用戶n能夠使用的信道和每個信道的效用值；

步驟B：計算主用戶和從用戶之間的距離，根據距離大小，分配給從用戶可用信道，形成可用信道矩陣V；

步驟C：根據主從用戶間的距離產生效用矩陣；

步驟D：計算兩個從用戶之間的距離，根據距離的大小判斷是否存在干擾關系，結合信道矩陣V產生干擾矩陣I；當兩從用戶距離小于門限值，使用同一信道就會對雙方造成干擾；

步驟E：根據不同規則進行信道分配：

令A＝u_n，m/(D_n，m+1)，B＝a_n，m×u_n，m，

CMSB規則，在考慮對鄰居節點干擾下的最大信道效用準則：

cmsb_labeln=maxm∈vnA,---(1)]]>

cmsb_color_n＝arg?cmsb_label_n

NMSB準則，不考慮對鄰居節點干擾下的最大信道效用準則：

nmsb_labeln=maxm∈vnun,m---(2)]]>

nmsb_color_n＝arg?nmsb_label_n

CMMB準則，考慮鄰居節點，平均分配信道的情況下提高最小信道效用準則：

cmmb_labeln=-maxm∈vnB]]>

????????????????????????????(3)

cmmb_colorn=-argcmmb_labeln*AB]]>

CMPF準則，協作最大化信道分配公平性準則：

cmpf_labeln=maxm∈vnAΣm=0m=M-1B---(4)]]>

cmpf_colorn=arg(cmpf_labeln*Σm=0m=M-1B)]]>

NMPF準則，非協作最大化信道分配公平性準則：

nmpf_labeln=maxm∈vnun,mΣm=0m=M-1B---(5)]]>

nmpf_colorn=arg(nmpf_labeln*Σm=0m=M-1B)]]>

步驟F：根據所選準則進行節點標記和信道分配后，刪除標記節點，將該節點的鄰居節點的可用信道矩陣和信道效用矩陣更新，更新網絡拓撲；

步驟G：判斷鄰居節點可用信道矩陣是否為空，若為空則判斷算法結束，否則，轉去執行步驟E。