[发明专利]认知无线电网络中的一种改进的信道分配方法

摘要

本发明公开了认知无线电网络中的一种改进的信道分配方法，其过程包括根据实际网络环境中测得的实际数据构建并初始化认知无线电网络；根据历史数据得到主用户占用信道的规律，并计算网络中的每一条边的潜在干扰边数，并从大到小排序；按照排好顺序的边依次进行信道分配，每次选择信道时都从新的信道列表里选择使得信道接入概率最大的那个信道接入，并在分配的过程中更新信道干扰系数；对分配好信道的信道进行连通性测试。本发明较全面了考虑了认知无线电网络里的关键因素，对认知无线电网络的信道分配具有很强的针对性。

主权项

认知无线电网络中的一种改进的信道分配方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，根据实际网络环境中测得的网络规模，节点通信半径和干扰半径，构建并初始化认知无线电网络；步骤2，根据历史数据得到主用户占用信道的规律，即主用户占用信道时间在不同状态下on或off分别服从什么分布；步骤3，若两个认知用户节点间的距离小于通信半径，则这两个节点之间存在一条边，根据节点通信半径和干扰半径计算认知无线电网络中的每一条边的潜在干扰边数：边e的潜在干扰边数用p(e)表示，p(e)＝|{(u,v)|(u,v)∈E,u or v∈D(e)}|，其中u,v分别代表边的两个认知用户节点，E是边集合，D(e)＝D(u)∪D(v)，D(u)代表节点u的干扰区域，D(v)代表节点v的干扰区域；p(e)就代表在边e的干扰范围内共有多少条边；然后按照干扰边数从大到小的顺序对边排序，形成新的边集；步骤4，按照排好顺序的边依次进行信道分配，每次选择信道时都从信道列表里选择令信道接入概率最大的信道接入，并在分配的过程中更新信道干扰系数；定义信道i的接入概率如下：Accessi＝αUi+(1‑α)(1‑Ri)；其中，α为信道接入参数；Ui为信道i的可利用率，是信道i空闲状态平均持续时间和信道i空闲状态平均持续时间与信道i繁忙状态平均持续时间之和的比值；Ri为认知用户信道干扰系数；信道i的可利用率Ui定义如下：每个信道处于空闲状态和繁忙状态的时间分别服从参数为λi和μi的指数分布，则信道i空闲状态的分布函数为：fi,1(ti)=λiexp(-λiti)ti≥00,ti<0,(λi>0);]]>信道i繁忙状态的分布函数为：fi,2(ti)=μiexp(-μiti)ti≥00,ti<0,(λi>0);]]>信道i的空闲状态平均持续时间为：Ti,1=∫-∞+∞tifi,1(ti)dti=1λi;]]>信道i的繁忙状态平均持续时间为：Ti,2=∫-∞+∞tifi,2(ti)dti=1μi;]]>Ui是信道i空闲状态平均持续时间和信道i空闲状态平均持续时间与信道i繁忙状态平均持续时间之和的比值，则有：Ui=Ti,1Ti,1+Ti,2=1λi/(1λi+1μi)=μiλi+μi;]]>认知用户信道干扰系数Ri如下：记当前信道集合为C，Ii(e,e')表示边e、e'是否同时占用了信道i，当且仅当边e、e'在相互干扰的范围内，并且同时被分配了相同信道i时，Ii(e,e')＝1，其它情况下，Ii(e,e')＝0，有：Ri=Σe,e′∈EIi(e,e′)Σi∈CΣe,e′∈EIi(e,e′);]]>所述认知用户信道干扰系数Ri随着信道分配的进行，不断进行更新，对初始值Ri＝0；步骤5，然后对分配好信道的边进行连通性测试，判断除了该信道外，是否存在其他不包含该信道但是已经分配好信道的边存在于两节点之间，如果有，就代表该边分配信道成功，并将该边从边集中删除；若没有，则再分配一次，直至该边分配信道成功。