[发明专利]一种认知无线电网络的动态频谱分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及认知无线电频谱分配领域，更具体地说，是涉及一种认知无线电网络的动态频谱分配方法。

背景技术

高速增长的宽带无线业务需求对无线网络提出了更高的要求，环境变化、需求差异、技术进步、业务增长、投资保护等因素造就了众多异构的无线网络子系统并存的局面，同时无线网络中普遍存在资源静态管理，条块分割使用等问题，使得可用资源分布高度不均衡、资源短缺和浪费共存、使用方式不能根据需求和环境的变化动态调整等矛盾日益尖锐，造成网络资源利用效率低下。这些问题已成为制约无线网络发展的主要瓶颈。这些现象的产生源于原有无线网络的设计思想：封闭式的静态网络工作模式。

认知无线电的出现拟解决固定频谱资源分配带来的频谱利用率低下的问题。认知无线电网络中的认知用户（即CR用户）通过频谱感知技术判断可用频段，使用频谱判决选择最佳的可用频段，继而采用频谱分配技术与其他用户协商接入最佳可用频段中进行通信。这要建立在已授权频段没用或只有很少的通信业务在活动的情况下。在频谱感知技术和频谱判决所选择的最佳可用频段的基础上，动态频谱分配技术可解决最佳可用频段如何被CR用户合理利用的问题，现如今相关研究都致力于两个主要目标，一是最大化网络中可用频谱效用；二是最小化用户间的总干扰。

认知无线电网络中可用频谱效用主要由认知无线电链路的传输速率决定，该传输速率由接收机接收到的信号干扰噪声比（SINR）决定的，而SINR又受现行认知无线电链路发射功率的影响。正由于发射功率在频谱效用中起到的这种重要作用，认知无线电链路根据当前网络参数动态地调整发射功率必然可以更有效地使用频谱。因此，提出了基于动态发射功率的动态频谱分配方法。

目前，虽然将非合作博弈、信息论等算法应用到基于动态发射功率的动态频谱分配方法中，有效提高了可用频谱的利用率，但CR用户间的总干扰并没有较为明显的减少。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种认知无线电网络的动态频谱分配方法。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种认知无线电网络的动态频谱分配方法，该动态频谱分配方法包括以下步骤：

A．在认知无线电网络的密集型Ad ho c体系结构中，计算该网络中任一认知用户的发射机端在最优功率分布下，该认知用户对非己接收机端产生的总干扰；

B．通过计算认知无线电网络中的平均最大干扰功率以及实际测量的网络容量和理论网络容量之比，获得接入筛选阈值；

C．当步骤A中任一认知用户对非己接收机端产生的总干扰大于或等于步骤B的接入筛选阈值时，则不允许该认知用户接入可用频谱；

当步骤A中任一认知用户对非己接收机端产生的总干扰小于步骤B的接入筛选阈值时，则允许该认知用户接入可用频谱。

所述步骤A进一步包括以下步骤：

A1．在认知无线电网络中，任一认知用户在网络允许的最小发射功率以及最大发射功率范围内，计算该认知用户的频谱效用；

A2．任意给定t=0时刻的初始功率分布和代价函数值进行功率和代价异步牵制迭代算法；

A3．通过功率和代价函数的牵制关系，计算该认知用户发射机端的最优发射功率；

A4．计算该认知用户对其非己接收机端产生的总干扰。

所述步骤A1中任一认知用户的频谱效用为：