[发明专利]认知无线电网络中的自适应多信道分配方法

摘要

本发明公开了一种认知无线电网络中的自适应多信道分配方法，主要解决现有认知无线电网络中信道分配不能满足认知用户的大带宽需求问题，其具体步骤为：1)认知基站对认知用户分配的信道进行初始化并感知授权用户所占用的信道；2)认知用户根据其地理位置、带宽需求和对每个授权用户的干扰情况向认知基站发送用户状态信息和信道增益信息；3)认知基站收到认知用户发送的信息后进行信道分配；4)分配结束后认知基站广播信道分配信息给每个认知用户。本发明不仅满足用户的大带宽需求，且能避免不必要的带宽浪费，在提高频谱利用率的同时，保证每个用户分到的信道都有较高的信道质量。可用于认知无线电网络中地理位置分散的认知用户间的信道分配。

主权项

一种认知无线电网络中的自适应多信道分配方法，包括如下步骤：(1)小区中的认知基站，对认知用户分配的信道进行初始化，感知每个授权用户所占用的信道，确定每个授权用户使用的带宽wc，并获取小区中认知用户的信道增益信息|hn,c|和用户状态信息，即认知用户的相对位置坐标Ln(x,y)、认知用户对授权用户的干扰信息{U}n、认知用户的带宽需求bn，n为认知用户的编号；(2)认知基站根据用户状态信息，判断每个授权信道是否对每个认知用户可用，并生成可用信道矩阵A；(3)对多个认知用户同时可用的授权信道，根据认知用户相对位置坐标，判断认知用户复用这一信道是否会产生相互干扰，并生成干扰矩阵I；(4)认知基站计算每个认知用户在其可用信道上的收益值Bn,c：(4a)计算认知用户在其可用信道上的拟合度为第n个认知用户的需求带宽值bn与授权信道c的实际带宽值wc的拟合程度，α为带宽约束条件(α∈(0,1])；(4b)利用拟合度通过下式计算用户的收益值Bn,c：Bn,c表示第n个认知用户在信道c上的收益值，|hn,c|表征第n个认知用户在信道c上的链路增益，Dn,c表征用户n在信道c上与其有干扰的用户总和，Dn,c＝sum(I(n,:,c))；(5)当获得全部收益值后，认知基站对收益值最大的一个认知用户n分配信道c，若有多个认知用户同时达到该最大收益值，则随机的在其中选择一个认知用户进行分配，判断本次带宽分配是否已满足该认知用户的带宽需求：若满足带宽需求，则对可用矩阵A和干扰矩阵I进行更新，得到更新后的可用矩阵A'，干扰矩阵I'；若不满足带宽需求，则先计算出该用户的带宽需求余量，再对可用矩阵A、干扰矩阵I和带宽需求bn进行更新，得到更新后的可用矩阵A'、干扰矩阵I'、宽需求bn'；(6)认知基站根据更新后的结果进行如下判断：(6.1)根据更新后可用信道矩阵A',判断是否仍有可用的信道未被分配，若无可分配的信道则结束分配，若仍有可分配的信道，则执行(6.2)；(6.2)根据每一个认知用户的带宽需求值bn，判断是否所有认知用户的带宽需求都已经满足，若认知用户需求全部满足，则结束分配，若不满足需求，则返回(4)。