[發明專利]一種認知異構網絡的動態頻譜分配方法

有效

• 申請號: 201410334032.5
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104168569B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 高洪元;歐振威;杜亞男;李晨琬;程君會;張飛籠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種認知異構網絡的動態頻譜分配方法。

背景技術

現有無線通信網絡由多種基于不同無線接入技術(RAT,radio access technology)的無線接入網(RAN,radio access network)共存構成，這些接入網雖然提供相似業務，但因分別獨立工作，不能保證用戶業務總是獲得最佳服務質量，為此不同接入網通過融合而增加覆蓋和提高服務質量，異構無線網絡成為發展趨勢；另外，目前固定分配頻譜資源考慮的是RAN的峰值業務，忽略了業務分布的時間區域差異，導致頻譜使用效率較低，異構無線網絡可充分利用網絡的異構性動態管理資源進而提高使用效率，同時認知技術使網絡具有認知重構功能，可根據無線通信環境靈活改變發射參數，在不同頻段上發送和接收信息，為認知異構網絡動態管理資源提供了可能。

經對現有技術文獻的檢索發現，石華等在《通信學報》(2012,Vol.33,No.7)上發表的“認知異構網絡中基于克隆選擇算法的動態頻譜分配”，提出了基于克隆選擇算法的動態頻譜分配，并與貪婪算法進行了對比，但克隆選擇算法的收斂精度并不高，并且其只考慮了網絡效益作為適應度函數的情況，適用范圍不廣。趙楠等在《計算機集成制造系統》(2012,Vol.18,No.7)上發表的“云制造環境中面向設計知識資源序列化組合的量子和聲搜索算法”，提出了一種量子和聲搜索算法，但這篇文章中提出的算法實現起來比較復雜，并沒有引入和聲記憶庫來指導演化，而且量子旋轉角的更新仍然采用傳統的方式，得到的效果并不理想。

隨著認知技術在網絡中的應用，接入網基站具有認知重構功能，可以根據接入網的業務分布而被動態分配頻譜資源，此時認知異構無線網絡中的接入網類型不同，其需求的信道頻譜資源粒度隨之也存在差異。IEEE1900.4標準給出了異構無線網絡系統模型(如圖2所示)。因各種無線通信網絡基本成熟布置，所以多種網絡通過共享核心網而組成認知異構無線網絡，便于動態管理無線資源，而不改變各網絡原有的無線通信技術。核心網和接入網分別增加了模塊實體：網絡重構管理(NRM，Network Reconfiguration Manager)模塊、接入網網絡重構管理(RNRM，RAN Network Reconfiguration Manger)模塊、無線接入網感知(RMC，RAN Measurement Collector)模塊和接入網重構控制(RRC，RAN Reconfiguration Controller)模塊，其中，RMC模塊感知網絡信息并提交給RNRM，RNRM模塊與NRM進行信息和決策交互，幫助NRM管理不同類型網絡的接入網，NRM模塊實現動態資源分配，通過與RNRM交互通知分配結果，RRC模塊根據RNRM的重構請求實現接入網重新配置。異構無線網絡參數調整需要根據感知到的當前信道條件、用戶需求和制度限定等信息,對多個不同的網絡進行優化，給出一系列符合多條件限制的最佳參數配置方案，從而優化系統性能。而認知異構無線網絡頻譜資源動態分配問題為有約束非線性0-1整數規劃建模問題，而用現有非多約束動態頻譜分配方法進行分配的結果并不理想。

發明內容

本發明目的在于提供一種認知異構網絡的動態頻譜分配方法，有效解決認知異構網絡中的離散多約束頻譜分配參數優化問題,達到認知異構網絡動態頻譜分配的最優效果。

實現本發明目的技術方案：

步驟1：感知當前可用頻譜資源F，接入網隨機提出頻譜需求，設置信道頻譜粒度，設置從量子和聲集合中進行選擇的概率HMCR，對基于量子和聲的動態頻譜方法進行初始化；

待分配的頻譜資源寬度為F，K種異構無線網絡相應接入技術對信道帶寬的規定分別為B_i(i＝1,2,…,K)，則頻譜資源被劃分為多粒度重疊信道，對應每種網絡的信道數為信道總數為每個信道用一個整數m(1≤m≤M)進行編號；將帶寬相同的信道組成的集合(Φ₁,Φ₂,…,Φ_K)叫作信道集合，其中Φ₁＝(1,2,…,M₁),(i＝2,3,…,K)；