[发明专利]认知无线电频谱分配方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及认知无线电(Cognitive Radio)中的频谱分配方法，更具体地说，涉及一种既竞争又合作的认知无线电次要用户频谱分配方法。

背景技术

认知无线电技术是一种新兴的无线通信技术，其发展的目的是为了更加有效地利用稀缺的无线电频谱资源，其在软件无线电技术基础之上，引入了“智能”。在认知无线电中，认知无线电用户，又称次要用户(Secondary User，简称SU)，在非认知无线电用户，又称主要用户(Primary User，简称PU)，不使用无线电频段时，暂时借用主要用户的无线电频段进行通信。一般地，在认知无线电中，次要用户不拥有专属的无线电频段资源。认知无线电次要用户的存在，会提高无线电频谱的总体利用率。

在当前的认知无线电研究领域，许多研究者认为次要用户之间的关系是相互争夺空闲频段，先占者先用，甚至提出次要用户使用某些策略，比如博弈论方法，与其他次要用户争夺空闲频段。然而，基于无规划的、自私的、不合作的竞争在众多次要用户的情况下会降低无线电频谱的总的使用效率。

如果有一种既竞争又合作的次要用户无线电频谱分配方式，提高无线电频谱的总体使用效率，这将是一种优势。

一些研究者提出使用频谱拍卖(Spectrum Auction)的方式让所有参与的次要用户为某一可用频段投标，根据竞标结果，分配某一次要用户使用这个频段。评标的方法有取最高投标、取次高投标、等等。这是一个既合作又竞争的次要用户频谱分配方式，有利于提高无线电频谱的总体使用效率。还有的研究者提出次要用户在投标时，可以投多个标(Multi-Bid)。根据陈喆(Zhe Chen)的研究结果，在有多个可用频段时，允许次要用户投多个标，有助于提高频谱利用效率。但是，如果多个次要用户投标参与频谱拍卖，具体如何操作？次要用户参与竞标的信用点数(即“本金”)从何而来？每个次要用户应得多少投标信用点数？目前在认知无线电研究领域，尚无一个明确具体的解决方案。

如果有一种既可行、有效，又便于实现的认知无线电频谱分配方法，这将是一种优势。

发明内容

根据本发明的一个实施例，认知无线电次要用户频谱分配方法，其中涉及至少一个次要用户(SU)和一个逻辑上的超级节点(Super Node，简称SN)，其步骤包括：

1.至少一个次要用户对至少一个频段分别进行频谱检测(Spectrum Sensing)，然后把频谱检测的结果发送给超级节点；

2.超级节点根据收到的频谱检测结果，给发送来频谱检测结果的次要用户增加投标信用点数，增加的投标信用点数正比于该次要用户对上述至少一个频段的频谱检测结果的正确检测结果的数目；

3.超级节点把投标信用点数信息发送给次要用户；

4.次要用户决定是否参与投标，如果参与，则至少投出一个标，投标总额不超过该次要用户拥有的投标信用点数；

5.次要用户把投标信息发送给超级节点；

6.超级节点收集次要用户发送的投标信息，按照投标的标值的大小，从中选出一定数目的标值最大的投标作为选中的标，这个数目不超过上述频谱检测过程检测出的可用的频段的数目；

7.超级节点把中标结果和可用频段分配信息发送给次要用户，中标的次要用户开始使用上述频谱检测过程检测到的可用的频段。

本发明的频谱分配方法，可用于既竞争又合作的认知无线电次要用户频谱资源分配，有利于提高无线电频谱的总体使用效率。另一方面，本发明方法，行之有效，便于实现。

附图说明

通过参考附图，可以更全面地理解本发明，其中：

附图1是根据本发明实施例的认知无线电频谱分配方法的一个应用场景的图示；

附图2是根据本发明实施例的认知无线电频谱分配方法的步骤的图示；

附图3是根据本发明实施例的认知无线电频谱分配方法的性能评估结果的图示。

具体实施方式