專利名稱：一種提高認知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用的頻譜分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域中認知無線網(wǎng)絡(luò)的頻譜分配方法，更具體地說涉及一種提高認知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用的頻譜分配方法。
背景技術(shù)：
隨著電信技術(shù)的快速發(fā)展，頻譜資源匱乏問題日益突出。傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)普遍采用固定式頻譜分配方案，導(dǎo)致大量的許可頻譜利用率低下，頻譜分配極不平衡，更加劇了頻譜資源不足和用戶需求之間的矛盾。動態(tài)頻譜分配技術(shù)可以充分利用有限的頻譜資源，極大提高頻譜利用率，有效緩解當前固定頻譜分配政策導(dǎo)致的對頻譜資源不合理利用的矛盾。人們把利用這一技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)稱為下一代網(wǎng)絡(luò)或者認知無線電網(wǎng)絡(luò)。在認知無線電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，通常稱工作頻段的授權(quán)用戶為第一類用戶，而認知用戶為第二類用戶。認知用戶可以感知學(xué)習(xí)自適應(yīng)周圍無線頻譜環(huán)境的變化，通過與周圍無線頻譜環(huán)境的相互作用，認知用戶可以通過頻譜感知、頻譜管理、頻譜移動性和頻譜分配四個功能動態(tài)接入最適宜的空閑頻譜，實現(xiàn)有效的通信，提高頻譜效用。根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會的報告，頻譜使用率隨時間、地區(qū)和頻帶的不同而不同，其范圍在15% -85%之間?？梢钥闯?，基于固定頻譜分配的資源利用率是很低的。有限的頻譜資源和頻譜資源利用率不高之間的矛盾，激發(fā)申請人研究一種新的頻譜分配機制來動態(tài)分配頻譜資源，提高頻譜的利用率，促進無線通信業(yè)務(wù)的發(fā)展。頻譜分配是認知無線網(wǎng)絡(luò)中的一項關(guān)鍵技術(shù)。頻譜分配基于頻譜的可用性，根據(jù)一定的規(guī)則給節(jié)點分配信道和帶寬。在頻譜分配中，需要設(shè)計頻譜分配規(guī)則以提高認知網(wǎng)絡(luò)頻譜使用效益(效用)。目前被廣泛實用的基于效益優(yōu)先的分配方法存在頻譜使用率低、無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種提高認知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用的頻譜分配方法，其依托基于代理的多主用戶、多次用戶的頻譜分配模型，在代理商與主用戶服務(wù)提供商(PSP)之間采用帶有記憶的頻譜分配方案，促使主用戶分配更多的空閑頻譜給代理商，從而可以更好地為次用戶提供服務(wù)，提高認知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用。為了達到上述目的，本發(fā)明提高認知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用的頻譜分配方法，包括如下步驟:第I步、網(wǎng)絡(luò)配置一認知無線電網(wǎng)絡(luò)中有一個代理商、N個主用戶服務(wù)提供商、M個次用戶，第i個主用戶服務(wù)提供商擁有一段用于服務(wù)的頻率范圍為Wi的授權(quán)頻譜Fi ;第i個主用戶服務(wù)提供商的服務(wù)區(qū)域內(nèi)具有Ni個主用戶，所有的次用戶均采用自適應(yīng)調(diào)制進行數(shù)據(jù)的傳輸，數(shù)據(jù)傳輸率根據(jù)信道的質(zhì)量自行動態(tài)調(diào)整，i e [I, N]；第2步、獲取使各主用戶服務(wù)提供商效益最大化的頻譜最佳出售單價，具體步驟如下:
al、當前輪次t，代理商對第i個主用戶服務(wù)提供商的帶記憶的頻譜需求為
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權(quán)利要求
1.一種提高認知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用的頻譜分配方法，包括如下步驟: 第I步、網(wǎng)絡(luò)配置——認知無線電網(wǎng)絡(luò)中有一個代理商、N個主用戶服務(wù)提供商、M個次用戶，第i個主用戶服務(wù)提供商有一段用于服務(wù)的頻率帶寬為Wi的授權(quán)頻譜Fi ;第i個主用戶服務(wù)提供商的服務(wù)區(qū)域內(nèi)具有Ni個主用戶，所有的次用戶均采用自適應(yīng)調(diào)制進行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸率根據(jù)信道的質(zhì)量自行動態(tài)調(diào)整，i e [I, N]； 第2步、獲取使各主用戶服務(wù)提供商效益最大化的頻譜最佳出售單價，具體步驟如下: al、當前輪次t，代理商對第i個主用戶服務(wù)提供商的帶記憶的頻譜需求為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高認知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用的頻譜分配方法，其特征在于:第2步中，記憶因子m的最佳取值為0.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高認知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用的頻譜分配方法，其特征在于:第3步中，調(diào)節(jié)參數(shù)a的最佳取值為0.8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高認知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用的頻譜分配方法，其特征在于:所述第2步的步驟a3中，將Pi' (t)關(guān)于Pi(t)求偏導(dǎo)，并令其等于O，即
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高認知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用的頻譜分配方法，其特征在于:所述第3步的步驟b3中，并將U1⑴關(guān)于qi (t)求偏導(dǎo)，并令其等于O，即
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高認知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用的頻譜分配方法，其依托基于代理的多主用戶、多次用戶的頻譜分配模型，在代理商與主用戶服務(wù)提供商之間采用帶有記憶的頻譜分配方案，促使主用戶分配更多的空閑頻譜給代理商，從而可以更好地為次用戶提供服務(wù)，提高認知無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效用；并且通過調(diào)節(jié)參數(shù)a來提高次用戶的頻譜使用的效用。
文檔編號H04W16/10GK103227993SQ20131016848
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月7日
發(fā)明者張士兵, 張國棟, 包志華, 吳建絨 申請人:南通大學(xué)