[发明专利]基于中继协作传输的认知无线电系统及其资源分配方法

权利要求书

1.一种基于中继协作传输的认知无线电系统，该系统包括认知基站、以及若干认知终端，其特征在于，所述认知基站包括：

基站环境认知模块，用于认知外部环境；

认知信息库，用于存储所述认知基站和各认知终端的外部环境信息，以及各认知终端正在进行的业务的状态信息；

无线资源分配模块，用于根据所述认知信息库存储的信息周期性进行系统的无线资源分配决策，并将所述分配决策传送至基站重配置管理模块以及各终端重配置管理模块；

基站重配置管理模块，根据所述无线资源分配模块的分配决策执行本基站的频率和工作参数的重配置与管理；

所述认知终端包括：

业务状态模块，用于实时更新并记录本终端正在进行的业务的状态信息，该状态信息包括业务类型，QoS需求以及业务完成信息；

终端环境认知模块，用于认知外部环境；

终端重配置管理模块，用于根据所述无线资源分配模块的分配决策，执行本终端的频率和工作参数的重配置与管理。

2.如权利要求1所述的基于中继协作传输的认知无线电系统，其特征在于，所述基站环境认知模块包括：

基站频谱检测单元，用于检测本基站处主用户对频谱的使用状况，得到本基站的频谱可用性信息；

基站信道测量单元，用于测量本基站与其所覆盖的各认知终端之间可用频谱的信道状态，获得本基站与其所覆盖的各认知终端之间可用频谱的信道状态信息。

3.如权利要求1所述的基于中继协作传输的认知无线电系统，其特征在于，所述终端环境认知模块包括：

终端频谱检测单元，用于检测本终端处主用户对频谱的使用状况，得到本终端频谱可用性信息；

终端信道测量单元，用于测量本终端与其他各终端之间可用频谱的信道状态，获得本终端与其他各终端之间可用频谱的信道状态信息。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的基于中继协作传输的认知无线电系统的资源分配方法，其特征在于，该方法包括步骤：

S1.根据认知基站以及各认知终端之间的频谱可用性信息以及可用频谱的信道状态信息，分别将可用于认知基站与各认知终端之间传输的子信道分配给在此子信道上信道状态最好的认知终端，并估算经过此步骤以后各认知终端的吞吐量；

S2.根据各认知终端的业务类型以及QoS需求信息，搜索尚未得到满足其QoS需求的吞吐量的认知终端，按照第一设定规则，为其再分配一条信道容量足以支持该认知终端不足的吞吐量的传输的子信道；

S3.根据各认知终端的业务类型以及QoS需求，搜索在每帧前半时段即可获得满足其QoS需求的吞吐量的认知终端，释放其在每帧后半时段所占用的所有子信道的使用权，并估算经过此步骤后各认知终端的吞吐量；

S4.根据各认知终端的业务类型以及QoS需求以及业务完成信息，搜索尚未得到满足其QoS需求的吞吐量的认知终端，按照第二设定规则为所述尚未得到满足其QoS需求的吞吐量的认知终端选择作为其中继的认知终端，确定中继传输所使用的子信道，并估算经过此步骤以后各认知终端的吞吐量；

S5.根据各认知终端的业务类型以及QoS需求以及业务完成信息，搜索仍未得到满足其QoS需求的吞吐量的认知终端，按照第三设定规则，为其潜在中继增派一条用于认知基站与该潜在中继之间传输的子信道，使得该潜在中继满足步骤S4中的第二设定规则，并确定该潜在中继为本认知终端的中继，所述潜在中继为与所述认知终端之间至少存在一条信道容量足以支持该认知终端不足的吞吐量传输的可用子信道的认知终端；

S6.搜索在每帧的后半时段尚未被分配的子信道，将其分配给尚未满足QoS需求的认知终端用于其与认知基站之间的传输，或可使系统有效吞吐量增加最多的认知终端用于其与认知基站之间的传输，估算经过此步骤以后各认知终端的吞吐量；

S7.搜索在每帧的后半时段仍未被分配的子信道，将其分配给尚未满足QoS需求的认知终端用于其与其它认知终端之间的中继传输，或可使系统有效吞吐量增加最多的认知终端用于其与其它认知终端之间的中继传输，估算经过这个步骤以后各个认知终端的吞吐量。