[发明专利]一种基于二叉排序树的局部议价的频谱分配方法

权利要求书

1.一种基于二叉排序树的局部议价的频谱分配方法，所述方法包括：在初始时刻，将扫描到的频谱划分为若干个信道，并将所述信道按照从小到大的升序顺序构建一个单支二叉排序树；利用分配算法对用户进行信道分配，获取分配矩阵，并根据所述分配矩阵更新二叉排序树上每个节点；在下一个时间周期，根据扫描频谱的变化对二叉排序树进行更新，同时根据申请信道用户的变化进行信道的重新分配；重复进行上述过程，直至收到停止扫描频谱命令；

所述方法具体包括：

步骤1)在初始时刻，将扫描到的频谱进行划分得到多个信道，并将所述信道按照从小到大的升序顺序构建一个单支二叉排序树；

步骤2)根据系统吞吐量最大的目标，利用分配算法对用户进行信道分配，获取分配矩阵，并根据所述分配矩阵更新排序树上每个节点上的用户；

步骤3)令k＝1；

步骤4)对频谱进行扫描；根据扫描后频谱的变化对排序树进行更新，同时根据次用户的变化重新进行信道的重新分配；

步骤5)令k＝k+1，转入步骤4)；直至收到停止扫描频谱命令。

2.根据权利要求书1所述的基于二叉排序树的局部议价的频谱分配方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：

步骤201)将用户需求大于可用信道数目的用户需求置为0，同时将其标签值置为0；统计所有用户需求数目小于自身可用频谱总数的用户总数N；

步骤202)计算每个信道中获得最大标签值的用户；挑选出该用户，将此信道分配给该用户；

对于每个信道m,由于用户列表和干扰约束关系随着其它信道处理不断发生变化；因此信道的干扰也会不断变化；用户n使用信道的干扰值为：

Rn,m=Σk=1,k≠nNcn,k,m]]>

其中，当用户使用信道时，如果用户共享该信道且不产生干扰，则c_n,k,m＝0；若产生干扰，则c_n,k,m＝1；1≤n≤N,1≤m≤M,M为信道总数；

选择协作式最大比例公平准则对用户进行标签；标签号大小由目标函数和效益权重共同决定，标签号越大被分配的优先权越高；在标签准则中，每个标签号对应一种颜色，表征着用户取得最大标签值时占用的信道；用户的最大标签值为：

lablen=maxγn·bn,mRn,m+1Σn=1Nln,m·bn,m]]>

颜色值为：

colorn=arg maxγn·bn,mRn,m+1Σn=1Nln,m·bn,m]]>

其中，γ_n表示用户需求数目小于可用信道总数的用户，b_n,m表示效益矩阵，由信道的通信质量和调制方式确定，该矩阵每个时间周期都会进行更新；l_n,m表示用户的可用信道矩阵，它是由次用户的地理位置决定的；

步骤203)计算分配矩阵a_n,m，使系统的吞吐量达到最大；

f=maxΣn=1NΣm=1Man,m·γn·bn,m]]>

步骤204)按照所述步骤203)的分配矩阵a_n,m更新二叉排序树上每个节点的信息。

3.根据权利要求书2所述的基于二叉排序树的局部议价的频谱分配方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：

步骤401)对已经划分好的频谱进行扫描，判断信道是否发生变化，如果有变化，进入步骤402)；否则，进入步骤406)；

步骤402)判断是否有新信道产生，如果判断结果是肯定的，转入步骤403)；否则，转入步骤405)；

步骤403)在二叉排序树上找到新信道对应节点的位置，在二叉排序树上插入新结点；并判断是否有次用户申请信道，如果判断结果是肯定的，转入步骤404)；否则，转入步骤5)；

步骤404)将新信道分配给申请信道的次用户，利用步骤2)的分配算法重新计算分配矩阵a_n,m，并由此更新二叉排序树上每个节点的信息；转入步骤5)；

步骤405)在二叉排序树上找到减少的信道对应节点的位置，从二叉排序树上删除此节点；并将所述分配矩阵a_n,m中该节点对应的元素置为0；

步骤406)判断是否有次用户申请信道，如果判断结果是肯定的，转入步骤407)；否则，转入步骤5)；

步骤407)判断次用户能否与其获得信道上的用户共享该信道且不产生干扰；如判断结果是肯定的，则次用户可以使用该信道，否则，转入步骤5)。