本發(fā)明屬于無線電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中基于主用戶活動性預(yù)測的拓?fù)淇刂品椒ǎ岢鲆环N基于主用戶活動性的鏈路預(yù)測模型，首先在上述模型的基礎(chǔ)上來預(yù)測鏈路的可用時間，然后將計算得到的鏈路可用時間作為改進最大生成樹拓?fù)淇刂扑惴ǖ哪繕?biāo)。本發(fā)明這樣可以最大化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞谋３謺r間，避免了頻繁的進行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，減小了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔３值幕ㄙM；從而能夠簡化拓?fù)洌瑴p小冗余鏈路，增大網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞木S持時間，減小網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞闹貥?gòu)次數(shù)；仿真結(jié)果證明了基于主用戶活動性的拓?fù)淇刂扑惴▽τ阪溌返目捎贸掷m(xù)時間預(yù)測的更加的準(zhǔn)確，同時也保證了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠軌蚓S持最大化的持續(xù)時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中基于主用戶活動性預(yù)測的拓?fù)淇刂品椒ā?/p>

背景技術(shù)

目前，業(yè)內(nèi)常用的現(xiàn)有技術(shù)是這樣的：

隨著越來越多的人們在日常生活中依賴無線技術(shù)(如WiFi網(wǎng)絡(luò)等)，使得無線電資源變得更加的稀缺，同時又由于當(dāng)前的靜態(tài)頻譜資源政策是由政府機構(gòu)規(guī)定的，即在當(dāng)前的靜態(tài)頻譜政策下，僅僅有5％-15％的頻譜被充分利用，還有大量的頻譜資源未被利用，這造成了無線電頻譜資源的分布不均勻。為了克服以上的兩種因素帶來的頻譜稀缺問題，提高頻譜資源的利用率，認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)(CRN)被提出，并且它會在未來通信機制中變?yōu)橐粋€整體構(gòu)件。認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中包含兩種不同優(yōu)先級類型的用戶：

主用戶(PU)是頻譜的擁有者，能夠優(yōu)先的接入授權(quán)頻譜，另一種是次級用戶(SU)，只有在不對主用戶(PU)造成干擾的前提下機會性地接入授權(quán)頻譜。

在移動認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中，由于網(wǎng)絡(luò)中的用戶不是靜止的，而是移動的，這會使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭討B(tài)性變得更加的復(fù)雜。

與傳統(tǒng)的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)相比，移動認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的次級用戶之間的通信不僅受到次級用戶本身的影響，也會由于主用戶的干擾而變得不可通信，使得節(jié)點之間的通信中斷或者延遲，而且頻譜的動態(tài)接入與斷開會造成次級用戶的可用信道隨著時間與空間的改變而變化。這些因素都會使得認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)性的變化，從而使得在移動認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)拓?fù)淇刂婆c路由研究變成為一個更具有復(fù)雜性的問題。

拓?fù)淇刂萍夹g(shù)的實質(zhì)就是減小介質(zhì)訪問控制層的競爭度，刪除網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲胁环夏繕?biāo)度量的鏈路，保存網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械姆夏繕?biāo)度量的鏈路，減小網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點能量的花費，同時由于在拓?fù)淇刂坪缶S持的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂懈哔|(zhì)量的鏈路，因此在其生成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖线\行路由協(xié)議，將會使得網(wǎng)絡(luò)的吞吐量等性能變得更加的優(yōu)越。因此穩(wěn)定可靠的拓?fù)鋵τ诟纳茻o線網(wǎng)絡(luò)，尤其是認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的整體性能起著關(guān)鍵作用。

在對認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞难芯窟^程中，大量的研究成果已經(jīng)被提出。文獻提出了一種基于鏈路預(yù)測的聯(lián)合拓?fù)淇刂婆c路由算法，即通過建立鏈路預(yù)測模型來計算出鏈路的可用時間以及與之相對應(yīng)的概率，然后設(shè)計了一種以最大化網(wǎng)絡(luò)的存活時間為目標(biāo)函數(shù)的拓?fù)淇刂扑惴ǎ罱K優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)的整體性能。文獻設(shè)計了一種混合度量-功耗與鏈路可用時間之和，然后設(shè)計了一種基于局部最小生成樹的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂频乃惴ǎ沟镁W(wǎng)絡(luò)的性能得到了更大的改善。文獻提出了基于鏈路保持時間的拓?fù)淇刂扑惴ǎ谶@個算法中鏈路保持時間將通過采用幾何的方法嚴(yán)格推導(dǎo)得出,文獻提出了一種基于節(jié)點移動性的鏈路可用性的預(yù)測模型，來預(yù)測鏈路在任意時刻t的可用時間，并通過實驗結(jié)果來驗證其預(yù)測的準(zhǔn)確性，文獻考慮的是在認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中靜止的情況，沒有考慮節(jié)點移動性對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞挠绊憽Ｎ墨I采用滲流理論來論證了認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪B通性以及通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)來證明在什么情況下布設(shè)的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)性能最優(yōu)。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：