[发明专利]认知无线电中基于授权用户工作状态切换的频谱分配方法

说明书

技术领域

本发明属于通信领域，涉及通信系统中的认知无线电技术中的频谱分配技术，具体涉及一种认知无线电中基于授权用户工作状态切换的频谱分配方法。

背景技术

认知无线电是解决未来无限频谱资源短缺的一个有效的技术方案，频谱分配是其技术实现的一个关键环节，有着十分重要的实际意义。图论着色模型作为认知无线电系统频谱分配的一个十分重要的模型，受到广泛的研究与关注。传统的基于图论的频谱分配方法以最大化系统频谱利用率、公平性为目标，追求认知系统的收益最大化；或者以减小系统开销和算法复杂度为目标，追求认知系统的频谱分配时间最小化。

图论模型是在干扰限制的前提下，将认知无线电网络拓扑抽象成拓扑图，图中顶点代表认知用户，认知用户即为节点，边代表顶点间的干扰，每个顶点与一个颜色集对应，代表顶点的可用频谱列表。对于拓扑图子图中的任意两点，都存在连通它们的路径。如果一个连通子图不是任何一个连通子图的真子集，那么称这个连通子图是一个极大连通子图。在图论着色模型中，分属于不同极大连通子图的任意节点之间不存在任何影响。各个极大连通子图在频谱分配过程中是相互独立的，可以进行并行的频谱分配。

然而，授权信道的工作状态直接影响认知用户的频谱分配列表，对分配方法的公平性提出了更高的要求。传统图论频谱分配方法大多从静态角度出发，在频谱分配的过程中，没有考虑下一个频谱分配周期前的授权用户工作状态的切换问题。使得这些频谱分配方法的分配结果既不满足实际要求，又常常导致分配结果的系统总效用和公平性都很差。

发明内容

本发明是为了解决传统的频谱分配方法没有考虑下一频谱分配周期前的授权用户工作状态的切换，导致分配结果的系统总效用和公平性比较差，不能满足实际需要的问题，提出的一种认知无线电中基于授权用户工作状态切换的频谱分配方法。

本发明的认知无线电中基于授权用户工作状态切换的频谱分配方法，具体过程为：

步骤1、初始化，根据认知无线电网络的拓扑结构建立N_a个连通子图；

步骤2、判断是否有子图没有进行频谱分配，如果是则进行步骤3，如果否则频谱分配完成；

步骤3、选择一个子图i，1≤i≤N_a，判断子图i是否是孤立节点，如果是，则直接按可用频谱列表进行频谱分配，如果否，则计算属于子图i的每个节点的和B_n，其中m表示授权信道，n表示认知节点，为认知节点n对应的当前可用频谱列表，为所对应的下一时刻的授权信道空闲概率列表集，B_n表示认知节点n的已获得的期望收益，表示授权信道m分配给认知节点n的干扰期望；和B_n的定义分别为：

Dmn=Σn‾∈Λnan‾,mbn‾,mPmoff]]>