一种认知无线电系统中垂直并行的频谱分配方法

摘要

一种认知无线电系统中垂直并行的频谱分配方法，涉及一种频谱分配方法，为了解决目前改进的并行分配方法中，在每一轮计算标号时使用同一标准，会将大量频谱分给同一用户的问题。它包括如下步骤：一：根据认知无线系统的无线网络建立拓扑图，并对该拓扑图进行初始化；二：把初始化之后的拓扑图分解为M个子图，可分配的频谱数量是M个，所有频谱的集合为{m₁，…，m_M}；三：在M个子图中选择M*β个子图，对所述每个子图均采用协作式最大化总带宽标准进行频谱分配；四：对剩余的M*(1-β)个子图，对所述每个子图均采用协作式最大化比例公平标准进行频谱分配；五：分配结束。它用于认知无线电系统中频谱分配。

主权项

1.一种认知无线电系统中垂直并行的频谱分配方法，其特征在于它包括如下步骤： 步骤一：根据认知无线电系统的无线网络建立拓扑图，并对该拓扑图进行初始化，随机设置M个授权用户与I个认知用户的网络拓扑； 步骤二：把初始化之后的拓扑图分解为M个子图，可分配的频谱数量是M个，所有频谱的集合为{m₁,…,m_M}； 步骤三：在M个子图中选择M*β个子图，对所述每个子图均采用协作式最大化总带宽标准进行频谱分配； 步骤四：对剩余的M*(1-β)个子图，对所述每个子图均采用协作式最大化比例公平标准进行频谱分配； 步骤五：分配结束；所述步骤三中对M*β个子图采用协作式最大化总带宽标准进行频谱分配的过程为： 步骤三一： 针对频谱集合中未分配的频谱m，采用协作式最大化总带宽计算子图G_k=(V_k,E_k)中每个认知用户与频谱m对应的标号值label_i,m，选择使标号值label_i,m最大的认知用户并将频谱m分配给该认知用户，其中，β为垂直并行系数，为每一轮计算标号的时候使用协作式最大化总带宽标准的子图数与该轮分配时的总子图数之比，取值范围为0≤β≤1；V_k为子图G_k顶点的集合，即认知用户的集合；E_k为子图G_k边的集合，即子图G_k中的相邻的一对认知用户之间存在的干扰的集合；k=1,…,M;i表示认知用户； 步骤三二：在频谱集合中去掉已分配的频谱，更新已分配矩阵； 步骤三三：判断所有子图中的未分配频谱数量之和是否为零，判断为是，则频谱分配完成，结束步骤三，判断为否，返回步骤三一；所述步骤四中对剩余的M*(1-β)个子图采用协作式最大化比例公平标准进行频谱分配的过程为： 步骤四一：针对频谱集合中未分配的频谱m，采用协作式最大化比例公平标准计算子图G_k=(V_k,E_k)中每个认知用户与频谱m对应的标号值label_i,m，选择使标号值label_i,m最 大的认知用户并将频谱m分配给该认知用户；步骤四二：在频谱集合中去掉已分配的频谱，更新已分配矩阵； 步骤四三：判断所有子图中的频谱数量之和是否为零，判断为是，则频谱分配完成，结束步骤四，判断为否，返回步骤四一；采用协作式最大化总带宽标准计算标号值的方法为： 式中D_i,m表示与认知用户i相邻且其可用频谱列表中含有频谱m的认知用户数目；label_i,m表示认知用户i使用频谱m的标号值，b_i,m为认知用户i使用频谱m的信道容量；采用协作式最大化比例公平标准计算标号值的方法为： 式中Di,m表示与认知用户i相邻且其可用频谱列表中含有频谱m的认知用户数目；a_i,k=1或a_i,k=0，a_i,k=1表示第k个子图中的频谱m被分配给认知用户i；a_i,k=0表示第k个子图中的频谱m未分配给认知用户i；b_i,k表示认知用户i使用第k个子图中的频谱m所带来的效益权重，label_i,m表示认知用户i使用频谱m的的标号值，c_i,m为认知用户i使用频谱m的信道容量。