[发明专利]一种加权哈夫曼树、主用户带宽分配方法和次级用户信道感知方法

权利要求书

1.一种加权哈夫曼树，其特征在于：在哈夫曼树的基础上，为所有结点及分支新增了一种权重属性，为所有分支新增了一种占用状态的属性,新增的属性满足如下条件：

(a)新增属性独立于结点和分支的原有属性；

(b)根结点和每个中间结点的权重等于其左、右子结点权重之中的最小值；

(c)根结点和每个中间结点的左、右分支权重相等，都等于其左、右子结点的权重之差的绝对值；

(d)新增的分支占用状态的取值包括“空闲”和“占用”两种状态。

2.根据权利要求1所述的加权哈夫曼树，其特征在于，分别用左分支和右分支来区分“空闲”和“占用”两种状态，采用左分支代表信道的“空闲”状态，用右分支代表信道的“占用”状态。

3.一种基于权利要求1-2任一项所述加权哈夫曼树的认知无线信道划分及分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

首先，将认知无线通信系统可用的频谱资源划分为一系列子信道；每个信道由若干子信道聚合而成；其中的主用户和次级用户能够使用多个信道完成数据传输，假设所划分的子信道带宽相等；

在此基础上，将主用户具体的带宽需求针对预设的子信道带宽做离散化，并通过统计获取离散化后的主用户带宽需求的概率分布，把离散化后的主用户带宽需求表示为其占用的子信道个数；

然后，把离散化后的主用户带宽需求作为叶子结点的权重属性，将该带宽需求出现的频度作为叶子结点的概率属性，基于该组叶子结点的概率分布，构建加权哈夫曼树，即：根结点和每个中间结点的概率等于左、右子结点概率之和；根结点和每个中间结点的权重等于其左、右子结点权重之中的最小值；根结点和每个中间结点的左、右分支权重相等，且都等于其左、右子结点的权重之差的绝对值。

4.根据权利要求3所述的认知无线信道划分及分配方法，其特征在于，所获得的加权哈夫曼树的每个叶子结点代表一个具体的主用户带宽需求，叶子结点的权重代表该主用户带宽需求的取值；叶子结点的总数等于主用户带宽需求所有可能的具体取值的总数；

从根结点到该叶子结点的路径代表了叶子结点所代表的主用户带宽需求对应的信道划分及信道分配方案；路径中包含的分支数等于该信道划分方案所包含的信道总数，路径中的每个分支对应一个具体的信道，分支的权重代表该信道的带宽，分支的占用状态代表该信道是否在该信道分配方案中被使用；

从根结点到任意一个中间结点的路径，代表该中间结点的所有下属叶子结点共享的部分信道划分及分配方案，该中间结点的权重代表该共享部分为主用户提供的带宽。

5.根据权利要求3所述的认知无线信道划分及分配方法，其特征在于，所述方法适用的信道包括频域信道、空域信道以及上述信道的组合。

6.一种基于权利要求1-2任一项所述加权哈夫曼树的主用户信道分配方法，其特征在于，

根据加权哈夫曼树获得主用户在给定带宽需求下的信道分配方案；

并根据该信道分配方案为主用户分配信道；

每一个给定的主用户带宽需求有唯一的信道分配方案与之对应；信道分配方案描述从根结点到该带宽需求所对应的叶子结点的完整路径；具体包括组成该路径的分支序列，以及该分支序列所包含的每一个分支的占用状态和该分支所代表的信道的带宽，全体信道分配方案的集合构成主用户信道分配模式。

7.根据权利要求6所述的主用户信道分配方法，其特征还在于，获取主用户信道分配模式方法为：根据主用户的带宽需求选择权重与之相等的叶子节点，然后沿着加权哈夫曼树上溯至根结点，所经过的路径代表满足该带宽需求的主用户信道分配方案。