[發明專利]一種基于多維向量空間優化的動態頻譜分配方法及系統

在審

• 申請號: 202210660765.2
• 申請日: 2022-06-13
• 公開（公告）號: CN115086964A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 陳勇;周鑫;何攀峰;張余;錢鵬智;杜奕航
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10;H04W72/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉芳

1.一種基于多維向量空間優化的動態頻譜分配方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1：獲取無人系統在需要接入信道時提交的用頻信息；

步驟2：根據所述用頻信息構建頻譜需求信息空間；所述頻譜需求信息空間包括無人系統編號、最低傳輸速率需求、最大發射功率、最大可接入信道數、無人系統發射端和接收端的地理位置以及移動速度；

步驟3：根據所述頻譜需求信息空間，構建未來設定時間段的各時隙內無人系統的可用信道矩陣和無人系統在各信道內的共享方式矩陣；所述設定時間段包括各所述時隙；

步驟4：根據所述可用信道矩陣和所述共享方式矩陣，以所述設定時間段內無人系統總吞吐量最大化為優化目標，構建動態頻譜分配優化模型；

步驟5：根據所述動態頻譜分配優化模型，利用循環迭代算法得到滿足循環結束條件時的信道分配矩陣和功率分配矩陣；

步驟6：根據所述信道分配矩陣和所述功率分配矩陣進行頻譜資源分配。

2.根據權利要求1所述的基于多維向量空間優化的動態頻譜分配方法，其特征在于，根據所述信道分配矩陣和所述功率分配矩陣進行頻譜資源分配，之后還包括：

獲取所述設定時間段內當前時隙，無人系統根據所述信道分配矩陣和所述功率分配矩陣，接入信道調整功率進行通信后，無人系統的反饋信息；所述反饋信息包括當前時隙內無人系統發射端和接收端的地理位置、移動速度、頻譜使用情況以及授權信道內本地用戶的占用情況。

3.根據權利要求2所述的基于多維向量空間優化的動態頻譜分配方法，其特征在于，獲取所述設定時間段內當前時隙，無人系統根據所述信道分配矩陣和所述功率分配矩陣，接入信道調整功率進行通信后，無人系統的反饋信息，之后還包括：

根據所述反饋信息修正所述設定時間段內本地用戶在授權信道內的忙閑狀態和無人系統的移動軌跡，更新所述可用信道矩陣和所述共享方式矩陣，得到新可用信道矩陣和新共享方式矩陣；所述新可用信道矩陣為更新后的可用信道矩陣；所述新共享方式矩陣為更新后的共享方式矩陣；

獲取無人系統在授權信道中是否與本地用戶發生沖突，或者所述最低傳輸速率需求是否無法滿足的判斷結果；

若所述判斷結果為是，則根據所述新可用信道矩陣和所述新共享方式矩陣，以所述設定時間段的剩余時隙內無人系統總吞吐量最大化為優化目標，重新構建動態頻譜分配優化模型；

根據重新構建的所述動態頻譜分配優化模型，利用循環迭代算法重新得到滿足循環結束條件時的信道分配矩陣和功率分配矩陣；

根據重新得到的所述信道分配矩陣和所述功率分配矩陣進行頻譜資源分配；

若所述判斷結果為否，則繼續獲取所述設定時間段內當前時隙，無人系統根據所述信道分配矩陣和所述功率分配矩陣，接入信道調整功率進行通信后，無人系統的反饋信息。

4.根據權利要求1所述的基于多維向量空間優化的動態頻譜分配方法，其特征在于，根據所述動態頻譜分配優化模型，利用循環迭代算法得到滿足循環結束條件時的信道分配矩陣和功率分配矩陣，具體包括：

初始化迭代次數為1，信道分配矩陣為零矩陣，總吞吐量為0，功率分配矩陣為最低功率；

利用固定變量法，將所述動態頻譜分配優化模型中混合整數非線性規劃問題轉化為整數規劃問題，對信道維度進行優化；

利用固定變量法，將所述動態頻譜分配優化模型中混合整數非線性規劃問題轉化為非整數規劃問題，得到功率分配矩陣，并計算出總吞吐量；

判斷是否滿足循環結束條件；

若是，則結束循環，輸出信道分配矩陣和功率分配矩陣，并初始化分配時隙為1；

若否，則將迭代次數加1，更新迭代次數，返回步驟“利用固定變量法，將所述動態頻譜分配優化模型中混合整數非線性規劃問題轉化為整數規劃問題，對信道維度進行優化”。