[发明专利]一种QoE驱动的认知无线网络频谱分配装置

说明书

技术领域

本发明是一种QoE驱动的认知无线网络频谱分配装置，属于无线网络技术领域。

背景技术

随着数据业务的大幅增长，无线网络必须提供更大的容量和更高效的频谱利用率。然而大多数无线电波频谱资源已经分配完毕，无线网络正遭遇容量瓶颈。而认知无线电技术是近几年兴起的无线通信概念和技术，它能够感知目前通信环境中的频谱使用机会，能够使认知用户与主用户共享频谱资源，在不干扰主用户通信的前提下最大化提高频谱利用率。认知用户与主用户共存的模式主要可分为两种：一种称之为overlay模式，即只有当主用户不使用某个频段时，认知用户才能使用该频段，认知用户与主用户在同一个频段不能同时发送信号；另一种称之为underlay模式，即认知用户可以在不干扰主用户通信的前提下与主用户同时发送数据。以往的专利和文献只考虑优化系统服务质量(QoS，Quality of Service)，并没有考虑认知用户的主观感觉，例如：语音业务只需要较低的传输速率，但需要较少的传输时延；而数据业务对时延不敏感，但需要较快的传输速率。不同的QoS参数对用户的主观感觉不同，而用户体验质量(QoE，Quality of Experience)是根据终端使用者的主观感知对一种应用或者业务做出全面接收的程度，量化QoE可用用户平均评价分数(MOS，Mean Opinion Score)值的大小进行衡量。MOS函数反映的是用户满意度分数，数值范围是0~5，5分为最高，不同业务类型的MOS计算函数不同，但其都是数据的传输速率、信号时延、抖动、信噪比等参数的函数。

本发明是基于QoE驱动的以最大化认知用户的MOS函数值为目标的资源分配方法，能够在满足认知用户主观感觉的基础上提高频谱利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种QoE驱动的认知无线网络频谱分配装置，该装置能在满足认知用户主观感觉的基础上提高频谱利用率。

为了实现上述目的，本发明提出的一种QoE驱动的认知无线网络频谱分配装置，包括SU控制中心（1），SU控制中心（1）包括检测模块和频谱分配模块，所述检测模块用于检测信号类型并传递给频谱分配模块，所述频谱分配模块用于根据信号类型选择频谱分配方法进行频谱分配；所述信号类型包括PU到达信号、PU离开信号、SU到达信号和SU离开信号；所述PU为主用户，SU为认知用户。该装置能够实现在当PU到达、离开网络或SU到达、离开网络时，SU控制中心动态分配空闲子信道或协调不同SU占用的频谱资源。

当PU到达网络时，信号的频谱分配方法为：

1) PU接入网络并占用子信道，查看PU占用的子信道是否已经被SU使用，若是则记该SU为SU_k；

2)降低SU_k的发射功率并以underlay方式与PU共享子信道；

3) 计算SU_k的MOS值，若其MOS值小于4，则查看网络中是否有空闲子信道，若有空闲子信道，则占用直到其MOS值不小于4，若无空闲子信道，则SU_k以当前MOS值继续传输数据。

当PU离开网络时，信号的频谱分配方法为：

1) PU离开网络并释放子信道，查看该子信道是否为PU独占，若是转步骤2)，否则转步骤3)；

2)寻找网络中MOS值函数变化最快且MOS值最小的SU，并为其分配子信道；

3) 提高占用该子信道上的SU的发射功率，并将其与PU的共存模式由underlay模式变成overlay模式。

当SU到达网络时，信号的频谱分配方法为：

1) SU到达网络，识别其业务类型，即判断该SU是数据业务、语音业务还是视频业务，记该SU为SU_a，业务类型为A；

2) 判断网络中是否有空闲子信道，若有，则占用部分空闲子信道并判断SU_a的MOS值是否小于4，若大于等于4则以overlay模式接入网络。若MOS值小于4，且网络中无空闲子信道，则转步骤3)；

3)判断是否有PU独占的子信道，若有，则SU_a占用部分PU的子信道并以Underlay方式与PU共存，若没有，则转步骤5)；

4) 计算SU_a的MOS值，判断是否小于4，若是，则转步骤3)，若否，则SU_a以当前MOS值接入网络成功；