[发明专利]一种基于多维向量空间优化的动态频谱分配方法及系统

权利要求书

1.一种基于多维向量空间优化的动态频谱分配方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：获取无人系统在需要接入信道时提交的用频信息；

步骤2：根据所述用频信息构建频谱需求信息空间；所述频谱需求信息空间包括无人系统编号、最低传输速率需求、最大发射功率、最大可接入信道数、无人系统发射端和接收端的地理位置以及移动速度；

步骤3：根据所述频谱需求信息空间，构建未来设定时间段的各时隙内无人系统的可用信道矩阵和无人系统在各信道内的共享方式矩阵；所述设定时间段包括各所述时隙；

步骤4：根据所述可用信道矩阵和所述共享方式矩阵，以所述设定时间段内无人系统总吞吐量最大化为优化目标，构建动态频谱分配优化模型；

步骤5：根据所述动态频谱分配优化模型，利用循环迭代算法得到满足循环结束条件时的信道分配矩阵和功率分配矩阵；

步骤6：根据所述信道分配矩阵和所述功率分配矩阵进行频谱资源分配。

2.根据权利要求1所述的基于多维向量空间优化的动态频谱分配方法，其特征在于，根据所述信道分配矩阵和所述功率分配矩阵进行频谱资源分配，之后还包括：

获取所述设定时间段内当前时隙，无人系统根据所述信道分配矩阵和所述功率分配矩阵，接入信道调整功率进行通信后，无人系统的反馈信息；所述反馈信息包括当前时隙内无人系统发射端和接收端的地理位置、移动速度、频谱使用情况以及授权信道内本地用户的占用情况。

3.根据权利要求2所述的基于多维向量空间优化的动态频谱分配方法，其特征在于，获取所述设定时间段内当前时隙，无人系统根据所述信道分配矩阵和所述功率分配矩阵，接入信道调整功率进行通信后，无人系统的反馈信息，之后还包括：

根据所述反馈信息修正所述设定时间段内本地用户在授权信道内的忙闲状态和无人系统的移动轨迹，更新所述可用信道矩阵和所述共享方式矩阵，得到新可用信道矩阵和新共享方式矩阵；所述新可用信道矩阵为更新后的可用信道矩阵；所述新共享方式矩阵为更新后的共享方式矩阵；

获取无人系统在授权信道中是否与本地用户发生冲突，或者所述最低传输速率需求是否无法满足的判断结果；

若所述判断结果为是，则根据所述新可用信道矩阵和所述新共享方式矩阵，以所述设定时间段的剩余时隙内无人系统总吞吐量最大化为优化目标，重新构建动态频谱分配优化模型；

根据重新构建的所述动态频谱分配优化模型，利用循环迭代算法重新得到满足循环结束条件时的信道分配矩阵和功率分配矩阵；

根据重新得到的所述信道分配矩阵和所述功率分配矩阵进行频谱资源分配；

若所述判断结果为否，则继续获取所述设定时间段内当前时隙，无人系统根据所述信道分配矩阵和所述功率分配矩阵，接入信道调整功率进行通信后，无人系统的反馈信息。

4.根据权利要求1所述的基于多维向量空间优化的动态频谱分配方法，其特征在于，根据所述动态频谱分配优化模型，利用循环迭代算法得到满足循环结束条件时的信道分配矩阵和功率分配矩阵，具体包括：

初始化迭代次数为1，信道分配矩阵为零矩阵，总吞吐量为0，功率分配矩阵为最低功率；

利用固定变量法，将所述动态频谱分配优化模型中混合整数非线性规划问题转化为整数规划问题，对信道维度进行优化；

利用固定变量法，将所述动态频谱分配优化模型中混合整数非线性规划问题转化为非整数规划问题，得到功率分配矩阵，并计算出总吞吐量；

判断是否满足循环结束条件；

若是，则结束循环，输出信道分配矩阵和功率分配矩阵，并初始化分配时隙为1；

若否，则将迭代次数加1，更新迭代次数，返回步骤“利用固定变量法，将所述动态频谱分配优化模型中混合整数非线性规划问题转化为整数规划问题，对信道维度进行优化”。