[发明专利]认知无线电中基于系统收益的频谱分配方法

权利要求书

1.认知无线电中基于系统收益的频谱分配方法，其特征在于所述频谱分配方法的过程为：

步骤一、依据频谱感知结果对拓扑图进行初始化；

步骤二、将初始化后的拓扑图划分为多个连通分支，对每个连通分支，计算出该连通分支中的所有极大独立集；

步骤三、选择一个连通分支；

步骤四、选择该连通分支中的一个极大独立集；

步骤五、逐一为极大独立集中的每个节点分配频谱；

步骤六、判断该连通分支中的所有极大独立集是否都完成得频谱分配，如果判断结果为否，则选则该连通分支中的另一个未分配频谱的极大独立集，并返回执行步骤五；如果判断结果为是，则执行步骤七；

步骤七、首先搜索该连通分支中是否有未分配到频谱的节点，如果有，则为所有未分配到频谱的节点分配频谱，如果没有，则继续搜索该连通分支中每个节点的可用频谱列表，判断是否有未分配的可用频谱，如果有，返回步骤五，继续对该连通分支中的极大独立集分配频谱，如果没有，则完成该连通分支的频谱分配，执行步骤八；

步骤八、判断所有连通分支是否都已经完成频谱分配，如果判断结果为否，则选择另一个未分配频谱的连通分支，然后返回执行步骤四；如果判断结果为是，则完成频谱分配。

2.根据权利要求1所述的认知无线电中基于系统收益的频谱分配方法，其特征在于，步骤一中依据频谱感知结果对拓扑图进行初始化的过程为：

步骤一一，根据频谱感知结果，初始化认知用户的位置坐标、干扰关系和频谱收益矩阵；

步骤一二，根据频谱感知结果，初始化授权用户坐标、工作状态；

步骤一三，根据认知用户、授权用户的位置坐标和授权用户工作状态，计算出所有认知用户的可用频谱列表。

3.根据权利要求2所述的认知无线电中基于系统收益的频谱分配方法，其特征在于，所述步骤一二中，根据频谱感知结果，初始化授权用户位置坐标、工作状态的过程为：

授权用户的位置坐标通过一次频谱感知获得；

采用频谱感知获知授权用户的信道是否空闲，如果授权用户的信道被占用，认为授权用户处于工作状态。

4.根据权利要求2所述的认知无线电中基于系统收益的频谱分配方法，其特征在于，所述步骤一三中，根据认知用户、授权用户的坐标和授权用户工作状态，计算出所有认知用户的可用频谱列表的过程为：

获得每一个认知用户的可用频谱列表的过程为：

对于认知用户SU_i和使用信道j的授权用户PU_k，根据认知用户SU_i与授权用户PU_k的距离、授权用户PU_k的工作状态来判认知用户SU_i是否可以使用信道j；当授权用户PU_k处于空闲状态，认知用户SU_i可使用信道j；

当授权用户PU_k处于工作状态时，如果两者的距离大于授权用户的干扰半径R_P，则认知用户SU_i可使用信道j，否则认知用户SU_i不能使用信道j；

根据以上原则，检查所有信道，将所有认知用户SU_i可以使用的信道添加到该认知用户SU_i的可用频谱列表中，并根据信道为系统带来的收益从高到低排序的原则将信道进行排序，进而获得认知用户SU_i的初始化可用频谱列表。

5.根据权利要求1所述的认知无线电中基于系统收益的频谱分配方法，其特征在于，所述的步骤二将初始化后的拓扑图划分为多个连通分支的方法是根据认知用户的干扰关系划分连通分支，具体过程为：

根据认知用户间干扰关系矩阵L_N×N＝{l_i，j}，将拓扑图划分成多个连通分支，即将所有认知用户划分为多个用户集合，使得位于同一个用户集合中的认知用户之间有干扰关系，位于不同用户集合中的认知用户之间没有干扰关系。