[发明专利]频谱分配方法及装置

权利要求书

1.一种频谱分配方法，包括如下步骤：

步骤S1，获取可用频谱信息按网络拓扑构建频谱图模型；

步骤S2，对所述频谱图模型进行谱图分割，并获得不同的分簇；

步骤S3，管理谱图分割所获得的分簇；

步骤S4，计算所述分簇的节点的频谱效益值，根据所述频谱效益值将频谱分配至所述分簇的节点；

所述步骤S1依次包括如下步骤：

S11，获取可用频谱信息且设定属性矩阵；

S12，根据所述属性矩阵建立频谱图模型；

所述频谱图模型为G＝(V，E，Q)，V为节点集，E为边集，Q为存放可用频谱集合；

步骤S2依次包括如下步骤：

S21，根据所述频谱图模型构建频谱图模型的对角矩阵；

S22，根据所述对角矩阵构建拉普拉斯矩阵；

S23，根据拉普拉斯矩阵计算特征向量并获得相应的元素值；

S24，根据所述特征向量的元素值对频谱图模型进行分割，获得不同的分簇；

步骤S4依次包括如下步骤：

S41，所述分簇的节点根据所述属性矩阵中的效益矩阵计算频谱效益值；

S42，所述分簇的节点通过所述频谱效益值进行比较；

S43，若所述分簇的节点在可用频谱上获得的效益值最大，则获得该频谱；

S44，若所述分簇的节点在可用频谱上获得的效益值相等，则带宽少的分簇节点获得该频谱；

S45，所述频谱分配完毕或/和所述节点频谱需求饱和，则频谱分配终止。

2.根据权利要求1所述的频谱分配方法，其特征在于，步骤S3依次包括如下步骤：

S31，所述分簇选择簇首；

S32，所述簇首保存所述分簇节点的成员表信息；

S33，所述分簇节点感知频谱信息且将所述频谱信息发送至所述分簇节点所属分簇的簇首；

S34，所述簇首定时把接收的频谱信息发送给管理分簇的中心控制器； 

S35，所述中心控制器根据频谱信息获得分簇的频谱使用信息，并把所述频谱使用信息反馈至分簇的簇首；

S36，所述节点定时从所属分簇的簇首接收所述频谱使用信息，所述节点中的新节点根据所述频谱使用信息选择分簇。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的频谱分配方法，其特征在于，所述方法还包括步骤S5：根据所述频谱分配结果，对节点之间的频谱信息进行更新。

4.根据权利要求3所述的频谱分配方法，其特征在于，步骤S5依次包括如下步骤：

S51，所述获得频谱的节点把所述节点的已分配的可用频谱信息删除；

S52，所述获得频谱节点的相连节点把已分配的可用频谱信息删除；

S53，删除无可用频谱的节点；

S54，删除频谱分配已饱和的节点；

S55，分配频谱给没有相连接节点的独立节点，直至饱和，并删除所述独立节点。

5.一种基于谱图分割的频谱分配装置，其特征在于，至少包括依次连接的频谱图模型模块、谱图分割模块、分簇管理模块和频谱分配模块：

频谱图模型模块，用于针对可用频谱信息且根据所述可用频谱信息按网络拓扑构建频谱图模型；

谱图分割模块，用于对所述频谱图模型进行谱图分割，并获得不同的分簇；

分簇管理模块，用于管理谱图分割所获得的分簇；

频谱分配模块，用于计算所述分簇的节点频谱效益值，且根据所述频谱效益值将频谱分配至所述分簇的节点；

所述频谱图模型模块还用于获取可用频谱信息且设定属性矩阵，并根据所述属性矩阵建立频谱图模型；所述频谱图模型为G＝(V，E，Q)，V为节点集，E为边集，Q为存放可用频谱集合；

所述谱图分割模块进一步用于根据所述频谱图模型构建对角矩阵，再构建拉普拉斯矩阵，且根据拉普拉斯矩阵计算特征向量及获得相应的元素值；并还用于根据所述特征向量的元素值对频谱图模型进行分割，获得不同的分簇；

所述频谱分配模块进一步用于计算所述分簇的节点的频谱效益值，获取效益值最大的分簇节点，并将所述频谱分配给所述效益值最大的分簇节点，或 若所述分簇的节点在可用频谱上获得的效益值相等则获取效益值相等的分簇节点，并将所述频谱分配给所述效益值相等的带宽少的分簇节点。