[发明专利]一种VHF通信电台频谱池容量优化决策方法及系统

说明书

本发明涉及一种VHF通信电台频谱池容量优化决策方法及系统，根据用户输入的信道总数量n、工作信道数量K、信道质量时变概率p_E、信道质量时变范围s与信道选择的准确性要求P_cover参数，在VHF通信电台进行频谱感知获取信道质量之后，采用闭合模式序位覆盖概率计算方法，计算确定频谱池容量的最优值B。从而通信电台可根据该最优值从所感知的信道中按照信道质量从高到低选择B个信道作为频谱池，供后续从中选择信道进行数据通信，当频谱池中信道使用完毕，对时变参数进行动态调整。本发明方法能够在频谱感知获取信道质量之后，确定频谱池容量的最优值，让电台用户最大程度减少频谱迁移失效次数，并有效提高频谱利用效率，而且满足用户提出的信道选择准确性的要求。

技术领域

本发明涉及一种VHF通信电台频谱池容量优化决策方法，属于无线电技术与大数据交叉领域，具体涉及认知无线电VHF通信电台频谱池容量优化决策方法。

背景技术

频谱池，是指通信电台系统维护的一个信道集合，该集合中的各个信道作为频谱资源，可供通信电台在通信过程中选择使用。频谱池容量指频谱池的大小，过大的频谱池容易因为频谱质量时变特性导致频谱切换失效，降低通信效率，过小的频谱池则可能遗漏部分频谱质量较好的信道，浪费频谱资源，确定大小合适的频谱池容量是通信电台的一个重要决策内容。

2005年以来，随着频谱资源的日益短缺，认知无线电理论与技术迅速发展，各种频谱感知、频谱决策与迁移方法不断涌现。频谱决策是在频谱感知获取的信道质量基础上，决策系统各项技术参数，其中关键过程之一就是通过频谱感知获取信道质量后，将若干信道构建为一个频谱池，供通信电台在通信过程中选择使用。选择使用频谱池中信道的过程称为频谱迁移。传统上，通常采用采集外部环境因子的方法进行频谱感知。但是，这种被动的感知模式，准确率很难突破。针对该问题，申请人提出了基于主动探测模式的频谱信道探测方法，通过点对点信号发射与接收准确获取信道在传输路径上的信道衰减，从而评估信道质量，频谱感知准确率可提高到90％左右。虽然基于主动探测模式的频谱信道探测方法能够大幅度提高感知准确率，但是由于频谱资源的时变特性，仍然会有若干频谱质量非常高的信道被排除在频谱池之外。同时，也有部分频谱质量较低的信道可能进入到频谱池中。因此，提出一种频谱池容量优化决策方法，决策一个优化的频谱池容量，尽量减少频谱迁移次数的同时提高频谱利用率，是通信电台性能改进的一个重要方面。

针对上述通信电台频谱池容量优化决策的问题，现在解决方案仍旧依靠人工经验，选定一个具体的频谱池容量来维护频谱池。但是这种纯粹依靠人工经验确定频谱池容量的方法，缺乏理论依据，容易产生两个问题：一是选择的频谱池容量过小，从而遗漏通信质量更好的频谱资源；二是选择的频谱池容量过大，增加频谱迁移失效风险，降低系统效率。

发明内容

本发明技术解决问题：针对上述依靠人工经验确定电台频谱池容量方法的不足之处，提供一种VHF通信电台频谱池容量优化决策方法及系统，采用大数据技术，确定最佳的频谱池容量，同时能够在频谱感知获取信道质量之后，确定频谱池容量的最优值，让电台用户最大程度减少频谱迁移失效次数，并有效提高频谱利用效率，而且满足用户提出的信道选择准确性的要求。

本发明采取的技术方案是：

VHF通信电台频谱池容量优化决策方法，首先为电台用户提供一个电台工作参数输入接口，让电台用户输入各项电台工作参数以及所期望的信道选择准确性要求P_cover；然后采用一种闭合模式序位覆盖概率计算方法计算确定频谱池大小的最优值B并传送给电台系统，电台系统接收到B后，在进行频谱感知测量获得信道质量后，按照信道质量底噪从高到低的顺序，选择其中B个信道作为频谱池，供通信过程中频谱迁移使用；最后在通信过程中，采用一种动态调整时变概率与时变范围的方法更新计算中需要使用的各项参数。