[发明专利]认知无线电网络中基于拓扑控制的频谱资源分配方法

权利要求书

1.一种认知无线电网络中基于拓扑控制的频谱资源分配方法，其特征在于，包括步骤：执行一个静态分配步骤A和一个动态分配步骤B，其中，所述静态分配步骤A的执行周期长于所述动态分配步骤B的执行周期；

所述静态分配步骤A包括如下步骤：

步骤A1：利用近似算法寻找最大节点度最小的生成树，根据生成树向网络中的链路分配频带，从而使两棵生成树工作在不同频带上；

步骤A2：向与节点相关的最小割集分配附加频带；

所述动态分配步骤B包括如下步骤：

步骤B1：获取当前网络流分布情况；

步骤B2：根据分布情况改变频带分配结构，使频带分配结构满足当前的通信需求。

2.根据权利要求1所述的认知无线电网络中基于拓扑控制的频谱资源分配方法，其特征在于，用于寻找最大节点度最小的生成树的近似算法是避免引入圈的贪婪算法。

3.根据权利要求2所述的认知无线电网络中基于拓扑控制的频谱资源分配方法，其特征在于，步骤A1包括如下步骤：

对于每个边给予权值，该权值能够在步骤A1的执行过程中变化，具体而言：

w_i＝c_i+1   （式一）

其中，w_i为边i的权值，c_i为与边i相邻的边中已经被选入生成树的边的个数。

在每一步向网络中的链路分配频带中，在不引入圈的前提下选择w_i最小的边加入生成树。

4.根据权利要求3所述的认知无线电网络中基于拓扑控制的频谱资源分配方法，其特征在于，所述步骤A2包括如下步骤：

将与某个节点相连的所有边分别设为负无穷，分别运行Stoer-Wagner算法，使得Stoer-Wagner算法运行的结果必定包含该边，从而得到与某个节点有关的最小割集，并对这一最小割集分配额外的频带。

5.根据权利要求1所述的认知无线电网络中基于拓扑控制的频谱资源分配方法，其特征在于，所述网络流分布情况包括网络中的源汇节点以及每个数据链路上已被占用的带宽。

6.根据权利要求1所述的认知无线电网络中基于拓扑控制的频谱资源分配方法，其特征在于，所述步骤B2包括如下步骤：

步骤B20：利用Dinic算法确定当前网络中的最小源-汇割集，将空闲的频带分配给最小源-汇割集中的数据链路。

7.根据权利要求6所述的认知无线电网络中基于拓扑控制的频谱资源分配方法，其特征在于，所述步骤B20包括如下步骤：

根据已有的频带分配情况预测新分配的频带可带来的容量增量，具体而言：

ΔC=BWmax(di(u),di(v))]]>   （式三）

式中，ΔC为容量增量，d_i(u)为与节点u相邻的使用频带i的边的个数，d_i(v)为与节点v相邻的使用频带i的边的个数，BW为单个频带能支持的数据带宽；

按以下原则将频带c_i分配给e_m：

   (式四)

式中，mS_k为当前最小源-汇割集，C为频带集合，e_m为将要被分配额外频带的边。