[发明专利]一种认知无线电系统中避免干扰的并行频谱分配方法

摘要

一种认知无线电系统中避免干扰的并行频谱分配方法，属于无线通信技术领域，特别涉及CR系统中的频谱分配。包括检测可用的频谱资源、计算用户频谱收益、通过检测相互干扰情况获得干扰矩阵、选择频谱分配的目标准则、计算用户n在频带m所获得的收益r(n，m)、分配频段等步骤。本发明整个频谱分配过程中所有步骤可以同时对M段频谱进行独立的分配操作，可使得整个算法开销降低，并缩短分配周期，有利于实现快速的频谱分配以适应认知无线电系统中可用频谱资源快速时变的特性；同时，可以适应频谱对各用户的差异性，并且可以对各频谱进行独立的检测、效益函数设定和干扰测量等操作，具有很好的灵活性。

主权项

1、一种认知无线电系统中避免干扰的并行频谱分配方法，假定认知无线电系统中非授权用户数为N，射频端可支持的频带F可平均分为M个频段，其特征在于，包括以下步骤：步骤1 检测可用的频谱资源各非授权用户分别对M段频谱进行检测得到M个空闲频谱向量(l0 l1…lm…lM-2 lM-1)，lm＝{ln，m|ln，m∈{0，1}}N×1，0≤n≤N-1，ln，m＝1表示频带m对于用户n是可用的，ln，m＝0表示不可用；步骤2 计算用户频谱收益为每段频谱设定非授权用户效益函数，得到各个非授权用户在该段频谱上的收益向量：$b_m={\left(b_{n,m}\right)}_{N\times 1}$ ，0≤n≤N-1，0≤m≤M-1；bn，m为非授权用户n在频带m上获得的收益；M段频谱共有M个收益向量(b0 b1…bm…bM-2 bM-1)；步骤3 通过分别检测用户在M段频带的相互干扰情况，得到M个干扰矩阵(C0 C1…Cm…CM-2 CM-1)，Cm＝{cn，k，m|cn，k，m∈{0，1}}N×N，cn，k，m＝1表示用户n和用户k在同时使用频带m时会产生干扰，cn，n，m＝1表示频带m对用户n来说是不可用的，初始化时，cn，n，m＝1-ln，m；步骤4 选择频谱分配的目标准则，并确定某个循环阶段用户n使用频带m的目标效益r(n，m)的计算方式；步骤5 根据目标准则分别计算非授权用户n在频带m所获得的收益r(n，m)；步骤6 根据步骤5计算出的收益，把频段m分配给满足n*＝arg max r(n，m)的用户n*；步骤7 干扰矩阵更新令$c_{n^{*},n^{*},m}=1,$ 且如果$c_{n^{*},k,m}=1,$ 则令ck，k，m＝1，0≤k≤N-1，当干扰矩阵Cm中所有对角线元素均为1，即cn，n，m＝1，0≤n≤N-1的时候，对频段m的分配结束，否则返回步骤5；；步骤1至步骤7的各个步骤是在M段频带的分配中同时独立进行。