[發明專利]基于認知無線電的次級基站最佳位置定位和信道選擇方法

在審

• 申請號: 201810188143.8
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108401256A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 陳前斌;文槿奕;劉云龍;唐倫
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W64/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種基于認知無線電的次級基站最佳位置定位和信道選擇方法，屬于移動通信技術領域。所述方法包括：在認知無線電系統中，為次級基站尋找最優的位置并進行最佳的信道選擇。使其能在不影響主級系統的正常通訊活動的情況下，最優化次級系統的性能表現。達到最大化整個網絡的吞吐量的目的的同時最大化次級基站的覆蓋率。本發明結合粒子群機制為次級基站選擇最優的位置和通信信道，在降低了問題的復雜度的情況下優化次級系統的性能表現，同時最大化整個次級系統的吞吐量以及次級基站的覆蓋率。本發明也考慮了用戶的服務質量即QoS的問題，能在滿足主級用戶和次級用戶的服務需求的同時提升整個網絡的性能表現，有效的利用了資源。

技術領域

本發明屬于移動通信技術領域，涉及基于認知無線電的次級基站最佳位置定位和信道選擇方法。

背景技術

認知無線電(Cognitive Radio Networks,CRNs)是1999年由JosephMitola博士提出的。認知無線電可以根據內部和外部的刺激來感知、學習和適應周圍的環境。認知無線電網絡基于動態頻譜分配的策略，允許未經授權的次級用戶(SU)在不對已授權的主級用戶(PU)造成強烈的干擾的條件下和PU共享頻譜。認知無線電網絡的成功之處就是在于其不同于傳統的固定分配頻譜資源的策略，通過動態分配頻譜的工作原理可以使得主級用戶和次級用戶能共享同一個頻譜資源。這在當前頻譜資源稀缺的環境下，此門技術能有效的提高頻譜資源利用率增強頻譜和資源分配中，主級用戶會和次級用戶在SUs不對PUs造成干擾的情況下，與次級用戶分享頻譜。認知無線電技術由于其工作原理：動態的分配頻譜資源，使得主級用戶和次級用戶能在一定的條件下共享頻譜資源，和傳統的頻譜資源分配方式大有不同，提高了頻譜和資源的利用率，而被作為一門有效的改善頻譜稀缺問題的技術備受重視。特別是當聯邦通信委員會(Federal Communications Commission，FCC)報告，大部分許可頻譜利用率不高，造成珍貴的頻譜資源大量浪費的情況后，越來越多的研究者們開始引入動態頻譜接入(Dynamic Spectrum Access，DSA)作為當前頻譜稀缺問題的解決方案。同時，FCC在NPRM.FCC 03.322建議規則制定通知書(Notice of Proposed Rulemaking，NPR)中將認知無線電技術(Cognitive Radio Networks，CRNs)作為完成頻譜合作和機會共享的備份策略。

在認知無線電中，次級用戶可以和主級用戶在一定的條件下共享頻譜資源。動態分配頻譜的策略在提升頻譜資源利用率的同時也引入了干擾問題。如何在不對主級用戶造成干擾的情況下達到次級用戶與主級用戶共享資源的目的，這一直都是需要被重點解決的問題。目前在認知無線電網絡架構中為用戶分配資源的問題中，所有的方案都需要在保證主級用戶的正常通信下進行。動態資源的分配也帶來了一定的資源爭奪，無論何種資源分配方法，都需要優先保障主級系統的正常通信活動。

發明人在研究現有技術的過程中發現其存在如下缺點：

現有的基于認知無線電的資源分配方案中，鮮有對次級基站進行最優位置定位的方案提出。而事實上，基站的位置可以直接影響他們對其他相鄰用戶和基站的干擾。尤其對于次級基站來說，不合適的位置可能會對主級系統造成較大的干擾，同時也弱化了自身系統的性能表現。所以對于次級基站的最優位置的定位更是十分重要。此外，對基站進行最佳的信道分配也會降低不同系統之間的共信道干擾，在有效的利用了有限的頻譜資源的同時提升了整個網絡的性能。若是能對次級基站的最優位置定位和最佳信道選擇進行聯合的分配，將能大幅度的從根本上改善整個網絡的性能，在有效的進行干擾管理的同時也優化了次級系統的表現。并且，當前存在的信道分配方案中，建立的問題求解方法多繁冗復雜。雖也能達到優化網絡的目的，但其中運算維度和耗費的時間成本都很大。如何在降低問題的復雜度的情況下為次級系統進行合理的資源分配，這也是少有方案考慮的。

發明內容