[发明专利]认知无线电网络中基于移动性预测的信道分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统中认知无线电技术中信道分配技术。

背景技术

认知无线电被认为是未来4G无线网络或者自组织网络的可行智能技术。认知用户可以机会的接入到授权信道但是不能对相应的授权信道造成干扰。这就需要一种有效的最优的数据链路层调度方案，以快速的进行周期性的动态信道分配。因此，信道分配作为其技术实现的一个关键环节，有着十分重要的研究意义。

迄今为止，基于图论、博弈论和干扰温度等模型都已被用来解决认知无线电网络中的频谱分配问题，取得了一定的成果。但是，基于这些模型的信道分配方案中很少考虑认知用户的移动特性。换句话说，现有的认知无线电信道分配方案大多是基于“网络快照模式”的静态信道分配方案，没有对认知用户的移动特性进行深入地研究，这不仅不符合认知无线电实现动态频谱接入的初衷，更不符合实际的移动认知网络的背景要求。

发明内容

本发明是为了解决传统信道静态频谱分配方法没有考虑认知用户的移动特性导致有效信道利用率低和系统公平性性差的问题，从而提供一种认知无线电网络中基于移动性预测的信道分配方法。

认知无线电网络中基于移动性预测的信道分配方法，它由以下步骤实现：

步骤一、初始化；

在认知无线电网络中，随机产生N个认知用户的位置和速度矢量

每个认知用户i预测一个连续时间段T_p，在时间段T_p内当前的可用信道对于认知用户i而言是持续可用的；

每个认知用户i计算其本身与其他认知用户i′间出现干扰的时间为T_p′；

随机产生M个授权用户的固定地理位置，其位置服从均匀分布；

每个授权用户有一个专用的授权信道与之对应，即：每个授权用户使用一个相应的授权信道；

授权用户的初始工作状态随机产生，即：工作或者空闲状态；

设定可用信道概率门限α和干扰边概率门限β；其中，0<α,β<1；

认知系统周期的进行信道分配，信道分配周期为T_c；系统初始计时为t₀时刻；

步骤二、根据每个认知用户自身速度以及与授权用户的相对位置关系，计算每个认知用户的可用信道列表集合具体为：

判断是否存在T_p≥T_c，

如果判断结果为是，则授权信道j对认知用户i的信道可用性概率由公式：

Lij=1λTc+ϵa+e-λTc(12pαλTc-1λTc-ϵa)]]>

确定；

如果判断结果为否，则授权信道j对认知用户i的信道可用性概率由公式：