[发明专利]一种面向业务适度服务的认知无线网络传输学习方法

说明书

本发明涉及一种面向业务适度服务的认知无线网络传输学习方法，包括如下步骤：步骤1，采集实时业务和优先级信息；步骤2，建立白空间矩阵和干扰矩阵；步骤3，根据节点可行行动、业务传输时间，计算路由和时延；步骤4，进行本地信息和优先级的分布式协同设计；步骤5，获取信息交换自由度和自由度限制条件；步骤6，通过传输协作和信息交换，对多业务应用进行自适配；步骤7，根据和模型无关的分布式强制学习，建立频谱切换；步骤8，根据服务质量检验是否满足用户需求。本发明采用和模型无关的分布式强制学习来提高多跳认知无线网络上多样性实时需求业务的性能，提出信息交换自由度建构一种综合性的业务数据跨层管理方法，使得整个网络具备业务普适。

技术领域

本发明提供一种端到端业务适度服务的数据传输方法，特别是关于认知无线网络中采用信息交换自由度的认知过程方法，属认知无线网络设计应用技术领域。

背景技术

认知无线电是一个具备动态频谱接入的频率-灵敏无线通信设备，其巨大潜力激发了在工程、经济、监管社区中寻求更好的频谱管理和共享方针，是未来无线通信领域的下一个大事件。以认知无线电为基础构建的认知无线网络，是由支持认知无线电技术的终端、相关基础性设施、控制策略组成的无线网络。认知无线网络具备一系列感知过程，在各个过程中可以收集网络环境的时空信息，包括从每个节点提取网络中每层的参数变化，以此确定最正确的网络参数，满足网络中单个节点、端到端乃至一组节点的通信目标需求。

支持认知无线电技术的终端、相关基础性设施与控制策略组成的无线网络的作用已经在多个领域得到充分肯定，如智能电网、设备到设备网络、军事通信、GPS定位、医疗体育网等。未来移动通信的业务种类和服务质量需求越来越多样化，而网络的服务能力却是有限的，这导致了业务需求与网络固有能力之间的差距越来越大，最终将使得网络难以支持多样化的业务。认知无线电的研究焦点主要集中在动态频谱接入，但是认知无线网络应用层的性能没有被仔细讨论过。一些重要的问题，例如什么应用能够充分利用频谱白空间，以及是否现有的无线协议能够提供满意的性能，依然没有得到解决。“带宽-饥饿”的业务应用是充分发挥认知无线电潜力的基础，因此，对认知无线网络中如何提高端到端效能来促进业务应用问题的讨论非常重要。

然而，上述问题在无线环境下存在两个技术挑战：第一个挑战，是在水平方向上满足多样性业务需求，这需要针对频谱资源的不同业务量的时空分布、优先级，然后充分利用信道、干扰、业务的动态变化特征，对多样性业务需求进行分析，最后识别可用的频谱空洞。第二个挑战，是在垂直方向上实现网络体系结构各层(物理层、MAC层、路由层、链路层)的跨层优化，这需要一个合适的频段分配和速率自适应方法对次用户(未授权)的需求进行确认，在不受主用户(授权)干扰的情况下，满足次用户服务质量需求。新型无线实时业务一方面需要维护大量共享数据和控制信息，这些数据、信息往往是短暂的；另一方面其活动有很强的即时约束特性。针对上述特征，需要依据频谱机会、干扰情况和信息利益，对无线实时业务中的跨层分配展开设计，使之具备自主适变特性。

发明内容

为了建立高效能的服务机制，本发明在上述水平和垂直方向上通过按比例公平，来采集业务数据和信息交换自由度，以便自适应地匹配资源，并且以整网频 谱利用率最高为准则来探寻最优的多维业务类型信息的利用方式。目标是在网络和业务之间，能建构一种综合性的业务数据跨层管理方法，使得整个网络具备业务普适。

本发明提出了一个实时多样化业务的认知无线网络传输学习方法，来适应业务动态变化特性之间的内在联系，建立多标准优化的端到端效能的无线传输。本发明可广泛应用于认知无线网络环境中。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

(1)采集实时业务和优先级信息；

(2)建立白空间矩阵和干扰矩阵；

(3)根据节点可行行动、业务传输时间，计算路由和时延；

(4)进行本地信息和优先级的分布式协同设计；