[发明专利]动态认知异构网络的联合时频域切换方法

摘要

本发明请求保护一种动态认知异构网络的联合时频域切换方法，属于无线通信技术领域，特别是认知无线电网络领域。该方法包括以下步骤：步骤一：根据主用户历史信息，预测得到主用户对时频域资源占用信息；步骤二：定义认知用户时频域切换变量；步骤三：计算认知用户切换至各信道的切换时延；步骤四：计算认知用户时频域传输数据量；步骤五：确定认知用户传输业务量限定条件；步骤六：建模认知用户时频切换问题为带权简单有向图，基于Dijkstra算法确定最大权值路径；步骤七：基于最大权值路径权值信息确定认知用户联合时频域切换策略。本发明所述方法综合考虑主用户占用信道状态信息、频谱切换时延，频谱传输特性，以及用户传输数据量需求，优化确定认知用户时隙频谱切换策略，以实现认知用户切换次数最小的同时传输数据量最大。

主权项

1.一种动态认知异构网络的联合时频域切换方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：查询动态认知异构网络中的主用户占用时隙信道的历史信息，通过主用户业务到达及持续时间预测得到主用户的时频域资源占用信息；步骤二：对主用户信道内的认知用户定义时频域切换变量；定义优化变量βmn∈{0,1}，βmn＝1表示认知用户在时隙m占用第n个信道，否则，βmn＝0；步骤三：计算认知用户切换至其他信道的切换时延t^cs表示相邻频率的硬件切换时延参数，Δ_mnn'表示第m个时隙使用第n个信道与m‑1时隙使用信道n'的频率间距的绝对差；步骤四：计算认知用户第m个时隙传输的时频域传输数据量具体为：假设认知用户频谱切换只能发生在时隙的开始，认知用户在第m个时隙传输的数据量可由得到，其中，L_mn表示认知用户在第m个时隙第n个信道完整传输的数据量，由公式得到，其中h_mn表示认知用户在第m个时隙使用第n个信道的信道增益，P₀表示认知用户的传输功率，σ²表示噪声功率，B_n表示第n个信道的带宽，T₀表示时隙长度；步骤五：根据步骤二、步骤三及步骤四确定认知用户传输业务量限定条件；其中，1≤N₀≤N，1≤M₀≤M，L^(S)表示认知用户拟传输的总业务量，α_mn表示主用户在时隙m对信道n的占用情况；M表示系统的时隙数，N表示认知异构网络系统的信道数；步骤六：将步骤五认知用户时频切换问题建模为带权简单有向图，基于Dijkstra算法确定最大权值路径，基于Dijkstra算法确定最大权值路径具体为：基于Dijkstra算法确定与除以外的一跳邻居之间链路中的最大权值链路，表示认知用户首次切换前所在信道，若该链路权值大于L^(S)‑L₀，L^(S)表示认知用户拟传输的总业务量，L₀表示认知用户首次切换前所传输的数据量；则选择该链路为切换目标链路，链路对应的切换时隙及信道即为认知用户时频切换策略；若不存在，则在的两跳链路中基于Dijkstra算法确定权值最大路径，若该路径权值大于L^(S)‑L₀，则选择该路径为切换目标链路，该路径对应的切换时隙及信道即为认知用户时频切换策略；若不存在，则在的三跳链路确定最大权值路径，重复上述过程，直至满足目标链路权值大于L^(S)‑L₀，算法结束；步骤七：基于最大权值路径权值信息确定认知用户联合时频域切换策略，根据切换策略进行切换。