[发明专利]一种动态频谱分配方法

摘要

本发明公开一种动态频谱分配方法，计算认知用户拟占用信道的时间，根据此时间对认知用户进行优先权划分，考虑可用信道状态、认知用户信号传输距离，对给定传输范围内的信道进行优先权划分。定义优先权高的认知用户使用优先权高的信道，优先权低的认知用户使用优先权低的信道和多余的优先权高的信道，利用Kuhn-Munkres算法，将优先权不同的信道分配给优先权不同的认知用户，实现总带宽效益、信道分配的比例公平性最大的动态频谱分配，同时缩短所有认知用户占用信道的时间。

主权项

1.一种动态频谱分配方法，其特征在于：包括以下步骤：1）用公式t_i =Num_i×I×d_i/R表示认知用户通信拟占用信道的时间t_i，其中Num_i为第i个认知用户需要发送数据包的个数，I为每个数据包包含的固定比特数，R为数据传输速率，d为发送信号的传输距离；2）用公式表示一次分配过程中认知用户通信拟占用信道的平均时间3）比较所述t_i和所述若t_i大于，则定义用时t_i的认知用户的优先权为高，若t_i不大于则定义用时t_i的认知用户的优先权为低，信道优先分配给优先权高的用户；4）将主用户未占用的空闲信道集中形成频谱池，定义三种将频谱池中的可用信道分配给认知用户的状态，记为j：a.认知用户只能使用当前信道，即j=1；b.认知用户能使用当前信道以及相邻信道之一，即j=2；c.认知用户能使用当前信道以及相邻两个信道，即j=3；5）在集中式网络结构中，设定基站的m个信号平均传输半径，记为D_m；6）用公式β_jm＝j×B×log₂(1+S/N₀)/L(D_m)表示传输距离为上述平均传输半径、分别在上述三种将频谱池中的信道分配给认知用户的状态下的带宽效益；可得到3m个带宽效益，其中L(D_m)为第i个认知用户发送信号在平均传输半径D_m时的路径损耗,S/N₀为认知用户接收信号的噪声功率比，B为数据传输的信道带宽；7）根据β_jm值大小，将上述3m个带宽效益中数值大的2m个β_jm所对应的可用信道优先权划分为高，上述3m个带宽效益中数值小的2m个β_jm所对应的可用信道优先权划分为低，其中交集的m个β_jm所对应的可用信道优先权可根据优先权高的认知用户和优先权低的认知用户的数量决定该可用信道优先权的高或低；8）定义优先权高的认知用户只能使用优先权为高的可用信道，优先权低的用户使用优先权低的信道和多余的优先权为高的信道；9）通过Kuhn-Munkres算法取得信道的分配结果。