[发明专利]一种认知无线电系统中混合并行标准的频谱分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及频谱分配方法，具体涉及一种认知无线电系统中混合并行标准的频谱分配方法。 

背景技术

基于图论着色理论的频谱分配模型在移动蜂窝通信中已经用于分析小区的频率规划和指配，是一种相对成熟的模型。在认知无线电系统中，由于是择机使用授权用户的频谱，认知无线电用户的可用频谱受到授权用户工作状态、位置和覆盖范围的影响，具有空时变化的特性。因此，在认知无线电系统中采用图论着色模型进行频谱分配分析，需要对频谱分配的约束条件，分配目标等进行必要的修订。由于并行方法是把原有的拓扑结构图分解为多个子图，然后在这些子图上进行独立的频谱分配，各子图之间不进行信息的交换，所以每个子图在分配的时候无法考虑到其他子图的分配情况，无法利用到已分配频谱的信息，这是并行方法公平性差的根本原因。 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有并行方法在分配频谱时，每次分配频谱时，没有利用到其他子图上的已分配的频谱信息，导致并行方法公平性差的问题。 

一种认知无线电系统中混合并行标准的频谱分配方法包括下述步骤： 

步骤一、绘制认知无线电系统的拓扑图； 

步骤二、把拓扑图分解为N个子图，N为总频谱数； 

步骤三、对未分配频谱的M_g个子图进行频谱分配，其中，N≥M_g，M_g为第g轮分配时的子图数，1≤g≤M； 

针对一个待分配的频谱m，对M_g个子图中的M_g*β个子图使用垂直并行标准获得频谱m所在的M_g*β个子图中的每个认知用户的标号值，并将频谱m分配给对应标号值最大的认知用户，其中，β为垂直并行系数，0≤β≤1，其中对M_g*β取整； 

同时，针对所述待分配的频谱m，对其余M_g*(1-β)个子图使用水平并行标准获得频谱m所在的M_g*(1-β)个子图中的每个认知用户的标号值，并将频谱m分配给对应标号值最大的认知用户，其中对M_g*(1-β)取整； 

步骤四、去掉拓扑图中已分配完成的频谱，更新已分配矩阵； 

步骤五、判断频谱分配是否完毕，判断为是，则执行步骤六；判断为否，则执行步骤三； 

步骤六、结束频谱分配。 

本发明为一种认知无线电系统中混合并行标准的频谱分配方法，通过利用其他子图上的已分配的频谱信息，达到了在计算标号时各频谱不全部采用相同的标准，减小单轮分配聚集现象的影响，提高系统公平性的目的。从而提出了一种认知无线系统中并行标准的频谱分配方法。传统的并行算法中，在每一轮计算标号时如果使用同一标准，极有可能产生将大量信道分给同一用户的情况，本文称这种现象为单轮分配聚集现象。 

附图说明

图1为认知无线电系统的图论模型图，图2为混合并行标准方法流程图，图3为系统公平性随着α和β的变化情况图，图4为系统公平性随着α的变化情况图，其中曲线A表示认知用户数为20和频谱数为10时，系统公平性随着水平并行系数α的变化曲线；曲线B表示认知用户数为10和频谱数为10时，系统公平性随着水平并行系数α的变化曲线；曲线C表示认知用户数为20和频谱数为20时，系统公平性随着水平并行系数α的变化曲线；曲线D表示认知用户数为10和频谱数为20时，系统公平性随着水平并行系数α的变化曲线，图5为最佳α对频谱数和认知用户数的变化规律图，图6为最佳β对频谱数和认知用户数的变化规律图。 

具体实施方式

具体实施方式一、本发明所述的一种认知无线电系统中混合并行标准的频谱分配方法，它包括下述步骤： 

步骤一、绘制认知无线电系统的拓扑图； 

步骤二、把拓扑图分解为N个子图，N为总频谱数； 

步骤三、对未分配频谱的M_g个子图进行频谱分配，其中，N≥M_g，M_g为第g轮分配时的子图数，1≤g≤M； 

针对一个待分配的频谱m，对M_g个子图中的M_g*β个子图使用垂直并行标准获得频谱m所在的M_g*β个子图中的每个认知用户的标号值，并将频谱m分配给对应标号值最大的认知用户，其中，对M_g*β取整，β为垂直并行系数，0≤β≤1；