[發(fā)明專利]一種面向業(yè)務(wù)適度服務(wù)的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)傳輸學(xué)習(xí)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610046073.3
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105636062B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦航;余華平
• 申請（專利權(quán)）人: 長江大學(xué)
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W72/04
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務(wù)所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂

本發(fā)明涉及一種面向業(yè)務(wù)適度服務(wù)的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)傳輸學(xué)習(xí)方法，包括如下步驟：步驟1，采集實(shí)時業(yè)務(wù)和優(yōu)先級信息；步驟2，建立白空間矩陣和干擾矩陣；步驟3，根據(jù)節(jié)點(diǎn)可行行動、業(yè)務(wù)傳輸時間，計算路由和時延；步驟4，進(jìn)行本地信息和優(yōu)先級的分布式協(xié)同設(shè)計；步驟5，獲取信息交換自由度和自由度限制條件；步驟6，通過傳輸協(xié)作和信息交換，對多業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行自適配；步驟7，根據(jù)和模型無關(guān)的分布式強(qiáng)制學(xué)習(xí)，建立頻譜切換；步驟8，根據(jù)服務(wù)質(zhì)量檢驗是否滿足用戶需求。本發(fā)明采用和模型無關(guān)的分布式強(qiáng)制學(xué)習(xí)來提高多跳認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)上多樣性實(shí)時需求業(yè)務(wù)的性能，提出信息交換自由度建構(gòu)一種綜合性的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)跨層管理方法，使得整個網(wǎng)絡(luò)具備業(yè)務(wù)普適。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供一種端到端業(yè)務(wù)適度服務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸方法，特別是關(guān)于認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中采用信息交換自由度的認(rèn)知過程方法，屬認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

認(rèn)知無線電是一個具備動態(tài)頻譜接入的頻率-靈敏無線通信設(shè)備，其巨大潛力激發(fā)了在工程、經(jīng)濟(jì)、監(jiān)管社區(qū)中尋求更好的頻譜管理和共享方針，是未來無線通信領(lǐng)域的下一個大事件。以認(rèn)知無線電為基礎(chǔ)構(gòu)建的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)，是由支持認(rèn)知無線電技術(shù)的終端、相關(guān)基礎(chǔ)性設(shè)施、控制策略組成的無線網(wǎng)絡(luò)。認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)具備一系列感知過程，在各個過程中可以收集網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的時空信息，包括從每個節(jié)點(diǎn)提取網(wǎng)絡(luò)中每層的參數(shù)變化，以此確定最正確的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，滿足網(wǎng)絡(luò)中單個節(jié)點(diǎn)、端到端乃至一組節(jié)點(diǎn)的通信目標(biāo)需求。

支持認(rèn)知無線電技術(shù)的終端、相關(guān)基礎(chǔ)性設(shè)施與控制策略組成的無線網(wǎng)絡(luò)的作用已經(jīng)在多個領(lǐng)域得到充分肯定，如智能電網(wǎng)、設(shè)備到設(shè)備網(wǎng)絡(luò)、軍事通信、GPS定位、醫(yī)療體育網(wǎng)等。未來移動通信的業(yè)務(wù)種類和服務(wù)質(zhì)量需求越來越多樣化，而網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力卻是有限的，這導(dǎo)致了業(yè)務(wù)需求與網(wǎng)絡(luò)固有能力之間的差距越來越大，最終將使得網(wǎng)絡(luò)難以支持多樣化的業(yè)務(wù)。認(rèn)知無線電的研究焦點(diǎn)主要集中在動態(tài)頻譜接入，但是認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的性能沒有被仔細(xì)討論過。一些重要的問題，例如什么應(yīng)用能夠充分利用頻譜白空間，以及是否現(xiàn)有的無線協(xié)議能夠提供滿意的性能，依然沒有得到解決。“帶寬-饑餓”的業(yè)務(wù)應(yīng)用是充分發(fā)揮認(rèn)知無線電潛力的基礎(chǔ)，因此，對認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中如何提高端到端效能來促進(jìn)業(yè)務(wù)應(yīng)用問題的討論非常重要。

然而，上述問題在無線環(huán)境下存在兩個技術(shù)挑戰(zhàn)：第一個挑戰(zhàn)，是在水平方向上滿足多樣性業(yè)務(wù)需求，這需要針對頻譜資源的不同業(yè)務(wù)量的時空分布、優(yōu)先級，然后充分利用信道、干擾、業(yè)務(wù)的動態(tài)變化特征，對多樣性業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分析，最后識別可用的頻譜空洞。第二個挑戰(zhàn)，是在垂直方向上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)各層(物理層、MAC層、路由層、鏈路層)的跨層優(yōu)化，這需要一個合適的頻段分配和速率自適應(yīng)方法對次用戶(未授權(quán))的需求進(jìn)行確認(rèn)，在不受主用戶(授權(quán))干擾的情況下，滿足次用戶服務(wù)質(zhì)量需求。新型無線實(shí)時業(yè)務(wù)一方面需要維護(hù)大量共享數(shù)據(jù)和控制信息，這些數(shù)據(jù)、信息往往是短暫的；另一方面其活動有很強(qiáng)的即時約束特性。針對上述特征，需要依據(jù)頻譜機(jī)會、干擾情況和信息利益，對無線實(shí)時業(yè)務(wù)中的跨層分配展開設(shè)計，使之具備自主適變特性。

發(fā)明內(nèi)容

為了建立高效能的服務(wù)機(jī)制，本發(fā)明在上述水平和垂直方向上通過按比例公平，來采集業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和信息交換自由度，以便自適應(yīng)地匹配資源，并且以整網(wǎng)頻 譜利用率最高為準(zhǔn)則來探尋最優(yōu)的多維業(yè)務(wù)類型信息的利用方式。目標(biāo)是在網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)之間，能建構(gòu)一種綜合性的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)跨層管理方法，使得整個網(wǎng)絡(luò)具備業(yè)務(wù)普適。

本發(fā)明提出了一個實(shí)時多樣化業(yè)務(wù)的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)傳輸學(xué)習(xí)方法，來適應(yīng)業(yè)務(wù)動態(tài)變化特性之間的內(nèi)在聯(lián)系，建立多標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化的端到端效能的無線傳輸。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

(1)采集實(shí)時業(yè)務(wù)和優(yōu)先級信息；

(2)建立白空間矩陣和干擾矩陣；

(3)根據(jù)節(jié)點(diǎn)可行行動、業(yè)務(wù)傳輸時間，計算路由和時延；

(4)進(jìn)行本地信息和優(yōu)先級的分布式協(xié)同設(shè)計；