[发明专利]一种信道持续时间的认知无线电网络频谱分配方法

说明书

本发明属于认知无线电技术领域，公开了一种信道持续时间的认知无线电网络频谱分配方法，包括：初始化系统与矩阵，得到干扰矩阵C、信道可用矩阵L以及与之对应的信道可用概率矩阵P，初始化分配矩阵A为零矩阵；根据标记规则计算每个节点n的标记；选择具有最大标记值的节点n，具有相同的最大标记值，选择干扰邻居数较小的标记值，并且用于该标记相对应的颜色对节点n进行着色；更新拓扑：删除节点n中的可用颜色列表，同时把在与节点n相互干扰的邻居节点中的可用颜色列表中删除颜色m；判断节点全部被着色或节点中的可用颜色列表是否为空。本发明延长了在CRN中频谱分配结果的持续时间；延长了在CRN中频谱分配的持续时间。

技术领域

本发明属于认知无线电技术领域，尤其涉及一种信道持续时间的认知无线电网络频谱分配方法。

背景技术

无线技术促使各种各样的无线应用与设备的进步，不但使频谱资源的使用量得到了指数性的提升，而且使频谱资源变的更加的稀缺；同时使得频谱资源不能满足日益增长的需求。认知无线电概念能够提高频谱利用效率，降低了频谱的浪费。FCC也已经允许服务提供商开放电视广播频带给未授权用户，例如WLAN与WiFi。在2004年，IEEE宣告了第一个无线网络标准—IEEE 802.22协议标准。整个CR网络包括主用户与次级用户，主用户又被称为授权用户，拥有自己的授权频谱，次级用户被称为未授权用户，能够通过CR技术在不对主用户造成干扰的前提下机会性的接入授权频谱。频谱分配不仅是认知无线电网络频谱管理中重要的组成部分，也是减小网络干扰的关键部分。现有的频谱分配算法的目标主要包括以下几种：最大化总带宽和、最大化公平性或最大化接入频谱(解决用户“饥饿”现象)以及在满足用户需求的前提下最大化用户的满意度。CSGC算法主要考虑了最大带宽和、公平性等优化目标函数，并没有考虑信道对用户的可用概率以及信道对次级用户的持续时间。如果一个信道的可利用概率非常低且可利用的持续时间非常低，则当用户正要使用这个信道进行传输时因为达不到传输时间造成网络的丢包或延时，同时还会造成整个CR网络频繁的做信道分配这一过程造成整个CRN的不稳定。基于业务和信道分级的分布式信道分配算法主要考虑的目标函数是用户的满足率，尽可能的将恰好满足用户速率要求的信道分配给次级用户，优化目标函数是相同的，属于并行算法，从而减小了算法的复杂度，减小了CRN中信道分配的时间；优化目标函数是最小化次级用户之间的干扰，也没有考虑信道对用户的可用概率以及信道对次级用户的可用持续时间。目标函数都只是考虑了频谱分配的效率性，却没有考虑频谱分配的可靠性与稳定性。

综上所述，现有技术存在的问题是：认知无线电网络(CRN)是由主用户(PU)与次级用户(SU)组成的，当PU取回SU正在使用的信道时会造成SU通信的中断或延迟，在频谱分配的过程中不考虑信道对次级用户的可用持续时间就会造成当一个信道的可利用概率以及可利用的持续时间非常低时，用户正要使用这个信道进行传输时因为传输时间不够造成网络的丢包或延时，并且这样还会使整个的CRN会不断的做频谱分配这一过程，使得整个的CRN变得不是很稳定与可靠。当使用可用持续时间较长的信道时会使得整个信道分配结果维持较长的时间，从而变向的减少了频谱分配的次数，增强了整个CRN的稳定性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种信道持续时间的认知无线电网络频谱分配方法。

本发明是这样实现的，一种信道持续时间的认知无线电网络频谱分配方法，所述信道持续时间的认知无线电网络频谱分配方法包括以下步骤：

步骤一，初始化系统与矩阵，从而得到干扰矩阵C、信道可用矩阵L以及与之对应的信道可用概率矩阵P，初始化分配矩阵A为零矩阵；

步骤二，根据标记规则计算每个节点n的标记，并且决定与该标记向对应的颜色m；

步骤三，选择具有最大标记值的节点n，并且如果具有相同的最大标记值，那么就选择干扰邻居数较小的标记值，并且用于该标记相对应的颜色对节点n进行着色；

步骤四，更新拓扑：删除节点n中的可用颜色列表，同时把在与节点n相互干扰的邻居节点中的可用颜色列表中删除颜色m；