[发明专利]一种认知无线电网络中的频谱分配方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种认知无线电网络中的频谱分配方法和系统。

背景技术

认知无线电又被称为智能无线电，是一种动态感知空闲频谱并加以分配利用的技术，其核心目标是改变现有固定频谱分配方式对频谱利用不够充分的缺点，更有效地利用频谱资源，从一定程度上缓解频谱资源匮乏的现状。认知无线电的核心思想就是通过频谱感知和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配和频谱共享。

在认知无线电网络中，主要分成两类系统：授权系统和认知系统。授权系统是指拥有授权频谱的一些系统，比如广播系统等；认知系统是指采用感知技术充分利用空闲的频谱进行通信的系统。为了使认知系统能够灵活地使用空闲频段，且同时又能与授权系统共存，因此需要一种动态的频谱分配方案来实现。

动态频谱分配需要解决三个问题，一是认知系统对授权系统的干扰规避或共存问题，二是认知系统之间的共存问题，三是认知系统充分利用频谱的效益和各认知系统竞争的公平性问题，即认知无线电系统能够在感知当前环境之后，对当前的频谱进行动态的分配，解决上述三个问题同时满足当前对频谱的需求。它将改变目前的“命令和控制”的频谱分配方式，让频谱做到“按需分配”。这样做实际上是对频谱资源进行优化管理，让频谱资源可以得到高效的利用。

在当前的研究中，已经存在一些关于动态频谱分配的分配模型及策略，比如图着色模型，博弈论模型以及定价拍卖模型等等。这些方案主要以感知为基础，以系统内小区或小区内用户为主要分配对象，通过感知得到小区或用户相应的可用频谱，然后进行动态分配。然而，但这些方案多以提高系统吞吐量或规避干扰为主要目的，认知无线电网络的整体频谱利用效果不甚理想。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种认知无线电网络中的频谱分配方法和系统，以改善认知无线电网络的整体频谱利用效果。

本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种认知无线电网络中的频谱分配方法，该方法包括：

根据授权系统能够提供的频谱资源和认知系统需求的频谱资源各自的特征，确定授权系统能够提供的频谱资源与认知系统需求的频谱资源的匹配度；

根据所述匹配度以及每个认知系统的频谱资源利用效率，确定每个认知系统使用频谱资源的效用函数值；

根据各个认知系统使用频谱资源的效用函数值为认知系统分配频谱资源。

一种认知无线电网络中的频谱分配系统，该系统包括信息管理模块、资源匹配模块和分配模块；

所述信息管理模块，用于存储授权系统能够提供的频谱资源和认知系统需求的频谱资源各自的特征信息；

所述资源匹配模块，用于根据授权系统能够提供的频谱资源和认知系统需求的频谱资源各自的特征，确定授权系统能够提供的频谱资源与认知系统需求的频谱资源的匹配度；

所述分配模块，用于根据所述匹配度以及每个认知系统的频谱资源利用效率，确定每个认知系统使用频谱资源的效用函数值，根据各个认知系统使用频谱资源的效用函数值为认知系统分配频谱资源。

由上述技术方案可见，本发明通过确定授权系统能够提供的频谱资源与认知系统需求的频谱资源的匹配度，根据所述匹配度以及每个认知系统的频谱资源利用效率，确定每个认知系统使用频谱资源的效用函数值，根据各个认知系统使用频谱资源的效用函数值为认知系统分配频谱资源。由于在频谱分配时考虑了授权系统能够提供的频谱资源与认知系统需求的资源的匹配度，并且还考虑了各个认知系统的频谱利用效率，因此能够尽量将匹配较好的资源分配给认知系统，且为频谱利用效率较高的认知系统分配频谱资源，从而改善认知无线电网络的整体频谱利用效果。

附图说明

图1是本发明提供的认知无线电网络中的频谱分配方法流程图。

图2是本发明提供的两轮分配方法的总体流程图。

图3是本发明提供的两轮分配方法中的第一轮分配的流程图。

图4是本发明提供的两轮分配方法中的第二轮分配的流程图。

图5是本发明提供的认知无线电网络中的频谱分配系统第一结构图。

图6是本发明提供的认知无线电网络中的频谱分配系统第二结构图。

图7是本发明提供的认知无线电网络中的频谱分配系统第三结构图。

图8是本发明提供的认知无线电网络中的频谱分配系统第四结构图。

具体实施方式

图1是本发明提供的认知无线电网络中的频谱分配方法流程图。

如图1所示，该方法包括：