一种基于频谱潜在效益的认知无线电网络频谱分配方法

摘要

本发明公开了一种基于频谱潜在效益的认知无线电网络频谱分配方法，收集频谱可用信息和网络干扰信息及初始化；根据网络中可用频谱情况以及次用户之间的干扰情况可得到网络干扰拓扑图；计算次用户分配优先级标签，根据初始化信息计算频谱的潜在系统效益值和相应各次用户的<效益，损失>值，并据此计算相应子分配过程中各次用户分配优先级标签值；根据各次用户的优先级标签值，选择标签值最大的次用户，分配当前可用频谱；更新拓扑结构；当<收益，损失>集合为空时，当前子分配过程结束。本发明的有益效果是有效减少频谱分配过程中可能带来的潜在系统效益损失，获得更好的系统效益，提高频谱利用率。

主权项

一种基于频谱潜在效益的认知无线电网络频谱分配方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：收集频谱可用信息和网络干扰信息及初始化；步骤2：根据网络中可用频谱情况以及次用户之间的干扰情况可得到网络干扰拓扑图；对于某一可用频谱的分配过程而，可将网络干扰拓扑图中其他频谱的可用信息和次用户干扰情况剔除，只保留该频谱下的次用户干扰关系，就得到相应该频谱下的干扰拓扑子图；步骤3：计算次用户分配优先级标签，根据初始化信息计算频谱的潜在系统效益值和相应各次用户的<效益，损失>值，并据此计算相应子分配过程中各次用户分配优先级标签值；设计频谱分配时的分配优先级标签如下：${\mathrm{lable}}_n=\alpha ·b_{n,m}+\beta ·({\mathrm{PB}}_m-\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}{c}_{n,k}{b}_{n,m});$其中，lable_n表示次用户n在可用频谱m分配时的分配优先级标签值，α、β为权重调节因子，且α,β∈[0,1]，α+β＝1，当α＝0，算法退化为仅考虑当前系统收益的情况，当β＝0时，算法仅考虑可能损失的潜在系统收益，PB_m与损失的潜在系统效益的差值，表示将频谱m分配给次用户n时该频谱下剩余的潜在系统效益；步骤4：分配频谱；在相应子分配过程中，根据各次用户的优先级标签值，选择标签值最大的次用户，分配当前可用频谱；步骤5：更新拓扑结构；删除干扰拓扑子图中与当前分配频谱的次用户存在同频干扰关系的次用户节点，并在<收益，损失>集合中，删除这个冲突的次用户及刚分配频谱的次用户；步骤6：当<收益，损失>集合为空时，当前子分配过程结束，否则转入步骤3；步骤7：当子分配过程结束则算法结束，否则转入步骤3。