[发明专利]一种认知无线电中实现动态频谱分配的方法

说明书

技术领域

本发明属于无线电技术领域，涉及一种认知无线电中实现动态频谱分配的方法。

背景技术

频谱作为一种不可再生的、有限的、宝贵的资源，通常使用单位都是由政府授权。授权频段一经分配给某一使用单位，其他未授权用户则不得占用该授权频谱段进行数据传输。显而易见，当授权用户不使用授权频段的时候，频谱将处于闲置状态。随着诸如移动通信、卫星通信等无线业务的发展，对无线频谱的需求持续增长，但是当授权用户不出现在授权频段上时，非授权用户却不能接入授权频段，这导致了大量的频谱闲置与浪费。为了解决这种矛盾，认知无线电技术应运而生。认知无线电技术是为了解决当下无线通信领域频谱资源紧张而出现的通信新技术。认知无线电技术能在不妨碍授权用户通信的前提之下，将空闲的授权频谱分配给认知用户使用，通过一种“机会接入”的方式使得非授权用户也可以使用授权频段，在认知用户使用的过程中如果有授权用户重新回归到授权频谱，这大大的提高了频谱的利用率。

频谱聚合技术是近年来无线电领域新兴的一项技术，其核心思想是将较小的、不连续的频谱碎片进行聚合，从而形成大带宽的频谱，然后分配给新的用户使用。该技术可以实现高带宽、高速率的数据传输。

正交频分复用技术OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是采用将待传输数据流调制到多个子信道上面并行传输，从而实现大带宽，高速率的数据传输。若将传输的子载波中不连续的、间断的关掉一部分，便形成了NC-OFDM(Non-contiguous Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术，即离散正交频分技术。

频谱池是指将处于不同的频谱位置的空闲频段的信道全部收集起来然后形成一个逻辑上的频谱池，频谱池里面的资源就是信道。频谱池系统有一个控制中心，控制中心控制整个频谱池的信息。认知用户通过频谱感知将感知到的空闲的频谱信息发送给控制中心，控制中心根据接收到的信息进行辨认，将辨认出来处于空闲的频谱放入频谱池中构成频谱池中的资源。当存在用户的接入请求时，控制中心可根据用户的需求信息和频谱池的资源信息进行相应的频谱分配。

将频谱聚合技术一次能聚合的频谱宽度定义为“跨度”。NC-OFDM中是使用不连续的子载波传输数据，且每个子载波的频谱宽度是一致的，具体的子载波带宽视具体情况而定，设一个子载波的带宽为x Hz，那么在一个跨度内空闲频谱带宽为空闲子载波的数量与子载波带宽乘积的结果。同理，那么在一个跨度内占用频谱带宽为占用子载波的数量与子载波带宽乘积的结果。

发明内容

本发明提供了一种在离散正交频分系统上进行的认知无线电中实现动态频谱分配的方法，将频谱聚合技术和频谱池系统应用到认知无线电中以达到提高频谱利用率、减少认知用户的接入时间、减少认知用户因为授权用户的出现而出现频谱切换的次数的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种认知无线电中实现动态频谱分配的方法，具体实施步骤如下：

第一步，将跨度的左边界置于待聚合的无线电频谱的左边界，然后将等待接入的认知用户按需求的带宽按从小到大排列，可得排列的关于认知用户需求的子载波个数集合B＝{B₁，B₂，B₃，…，B_k，B_k+1，…，B_N}，其中N为等待接入的认知用户数，B_k为第k个认知用户所需求的子载波个数，且有B_k≤B_k+1，k＝1，2，3，…，N。