[发明专利]频谱分配方法及装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种频谱分配方法及装置，尤其涉及一种频谱分配方法及装置。

【背景技术】

随着社会、经济和科技的迅速发展，无线电技术的应用领域越来越广，尤 其在城市应急、地铁、港口等部门的无线电业务对频率资源的需求极为迫切。 于此同时各种新技术的研发、新业务的应用对频率资源的需求迅速增长，无线 电频率紧缺的问题已成为制约无线电通信发展的瓶颈。

传统的对于无线电频谱的管理，采用的是固定分配频谱的方式，授权用户 去使用频谱。但是，获得授权的用户(授权用户)并非全部都是全天候占用该 许可频谱，一些频段在部分时间内并没有用户使用，即无法实现频谱共享，造 成了频谱资源的极大浪费。

为解决当前的需求和趋势应运而生。认知无线电作为无线网络智能化和相 互融合进程中的新一代通信技术，它是根据周边通信环境来改变自身传输参数 以满足通信的要求的智能通信装置，使得非授权用户(认知用户)能够自动感 知授权用户使用频谱的情况，当授权用户不使用频谱时，即频谱空闲时，对频 谱进行择机访问。

然而在认知无线电网络的频谱管理装置中进行有效的频谱分配，由于授权 用户的出现，频谱质量下降等因素会造成的频谱可用性的动态变化，从而会造 成频谱资源分配的不均衡。同时由于认知用户的增多，会导致频谱分配复杂性 以指数级增长。

【发明内容】

有鉴于此，有必要针对频谱资源分配不均衡和频谱分配复杂性高的技术缺 陷，提供一种基于谱图分割技术的频谱分配方法。

此外，还有必要提供一种基于谱图分割技术的频谱分配装置。

本发明提供了一种频谱分配方法，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。