[发明专利]基于认知无线电的电力无线专网资源分配方法

说明书

本发明提供的一种基于认知无线电的电力无线专网资源分配方法，所述方法包括如下步骤：S1.每个SU用户周期性地感知所处位置频谱环境的频谱空洞位置以及频谱大小；S2.建立电力无线专网资源分配模型R：S3.根据建立的电力无线专网资源分配模型R将资源分配转化为功率分配和子载波组分配，并根据子载波组和最优功率进行网络资源分配；能够在电力无线专网的资源分配时考虑时变频谱资源的影响，从而有效避免频繁频谱占用冲突与切换问题，从而确保用户接入无线网络的稳定性和可靠性，并且能够有效保证频谱效率和系统容量。

技术领域

本发明涉及一种网络资源分配方法，尤其涉及一种基于认知无线电的电力无线专网资源分配方法。

背景技术

电力无线专网是未来电网重点发展的方向之一。由于无线通信技术的迅猛发展，现有无线频谱资源有限难以满足无线专网对频谱资源的需求。目前无线频谱资源大多被不断划分给各种不同通信技术使用，且存在大量离散频谱碎片，频谱并没有被完全利用。认知无线电(Cognitive Radio)应运而生，其思想是次用户(SU Secondary User)智能选择占用主用户(PU Primary User)授权频段的离散频谱(频谱空洞)，可极大提高频谱效率和系统容量；目前离散频谱分配问题研究主要采用博弈论、图论着色和最优化等方法，尽管这些研究在实现频谱资源分配方面取得了一些成果，但大多都假设频谱资源静态固定。然而，在实际通信环境中，基于静态频谱资源的分配算法可能受时变频谱资源影响出现频繁频谱占用冲突与切换问题。

因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的方案加以解决。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于认知无线电的电力无线专网资源分配方法，能够在电力无线专网的资源分配时考虑时变频谱资源的影响，从而有效避免频繁频谱占用冲突与切换问题，从而确保用户接入无线网络的稳定性和可靠性，并且能够有效保证频谱效率和系统容量。

本发明提供的一种基于认知无线电的电力无线专网资源分配方法，包括PU基站、SU基站、多个PU用户以及多个SU用户，所述PU用户通过PU基站接入电力无线专网，SU用户通过SU基站接入无线专网；

所述方法包括如下步骤：

S1.每个SU用户周期性地感知所处位置频谱环境的频谱空洞位置以及频谱大小；

S2.建立电力无线专网资源分配模型R：

其中，R为系统传输速率，i为第i个SU用户，i＝1,2,3,…,m，Q＝{q₁,…,q_i,…,q_m}为SU用户的速率需求集合，m为待接入网络的SU用户个数，k为电力无线专网中可用的离散空闲子载波组的个数，C＝{c₁,…,c_j,…,c_k}为每个空闲的子载波组的可用机会容量的集合，表示每个子载波组中可用信道数，且c_j≤n，n为每个子载波组中的独立子载波的个数，j＝1,2,3,…,k，x_i,j为子载波组分配标识，x_i,j＝1表示分配子载波组j给SU用户i，p_i,j为SU用户i在子载波组j上的发送功率，r_i,j为SU用户i在子载波组j上传输时，子载波组j中每个子载波可达的传输速率，P_T为系统总发送功率不能超过的功率门限；

S3.根据建立的电力无线专网资源分配模型R将资源分配转化为功率分配和子载波组分配，并根据子载波组和最优功率进行网络资源分配。

进一步，根据如下方法将子载波组分配到用户：