专利名称：基于相位离散迭代的认知网络频谱分配方法
技术领域：
本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线通信网络技术领域中认知网络的基于相位离散迭代的认知网络频谱分配方法。本发明利用振荡器的相位离散迭代和相位同步原理，提高了并行处理能力，可实时得到认知网络的频谱分配。
背景技术：
随着无线电应用范围的不断扩展，人们对频谱资源的需求也越来越大，而有限的频谱资源已经难以满足用户的需求。认知网络的目的就是更好地利用网络中空闲的频谱， 以提高频谱的动态分配能力，从而提高频谱的使用效率。因为大部分的频谱已经被授权用户所占用，认知网络的任务就是在不影响授权用户正常通信的条件下，将授权用户所空闲的频谱分配给其它认知用户使用；一旦检测到授权用户开始使用该频谱，那么认知网络将把备用的空闲频谱分配给该认知用户继续使用。近些年来有很多科研工作者着重研究了认知网络中的频谱分配策略，主要包括基于博弈理论的方法，基于价格拍卖机制的方法，以及基于图着色理论的频谱分配方法。现有的频谱方法，大都没有考虑进行分配时所用的时间和认知用户在购买频谱时的花费问题，因此现有的方法有可能造成频谱资源在时间上的浪费以及用户在通讯时花费的增加。华中科技大学申请的专利“一种基于接收机干扰的认知无线电网络OFDM频谱分配方法”(专利申请号200810047781. 4，公开号CN 101286807A)。该专利申请提出了一种接收机干扰模型下基于图论的认知无线电网络OFDM频谱分配方法，可以准确地建模认知无线电网络频谱分配，同时在认知无线电网络中有效地进行频谱分配，其目标可以最大化频谱效益，最大化最小公平或最大化比例公平。该专利申请的方法存在不足之处是，没有考虑频谱分配过程的实时性，导致了频谱资源在时间上的浪费，影响了频谱利用率；同时，该方法在进行频谱分配时着重考虑了公平性原则而忽视了整个网络用户的总通讯花费，从而导致了认知用户购买频谱时花费增多，影响了认知网络中频谱资源的优化性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出一种基于相位离散迭代的认知网络频谱分配方法，以有效地提高频谱的使用效率，同时降低认知网络中用户购买频谱时的总花费。本发明的具体步骤如下(I)生成认知网络的频谱干扰图；将认知用户抽象成图中的节点，判断所有用户两两之间是否存在干扰，若存在，则连接图中对应的节点对；(2)建立反图模型对认知网络频谱干扰图进行反图操作，得到该网络的反图模型；(3)获得振荡器的相位值
将反图中每一个节点对应的振荡器迭代前的相位值代入下列差分方程，获得该振荡器对应的一个新的相位值，将该新的相位值作为下次迭代前的相位值，以此类推，直到获得每一个振荡器相位稳定时的相位值；
权利要求
1.一种基于相位离散迭代的认知网络频谱分配方法，具体步骤如下(1)生成认知网络的频谱干扰图；将认知用户抽象成图中的节点，判断所有用户两两之间是否存在干扰，若存在，则连接图中对应的节点对；(2)建立反图模型对认知网络频谱干扰图进行反图操作，得到该网络的反图模型；(3)获得振荡器的相位值
2.根据权利要求I所述的基于相位离散迭代的认知网络频谱分配方法，其特征在于， 步骤(I)中所述的反图操作是指，保持认知网络频谱干扰图中节点的网络拓扑结构不变， 连接原频谱干扰图中不存在连接边的两个节点，删除原频谱干扰图中两个节点之间的连接边，得到反图模型。
3.根据权利要求I所述的基于相位离散迭代的认知网络频谱分配方法，其特征在于， 步骤(3)中所述的相位稳定的判定方法为，将每个振荡器迭代后的相位与迭代前的相位相减，得到一个差值，若该差值小于0，对该差值求绝对值，在所有振荡器的差值中选取其中差值最大的一个差值，若该最大差值小于阈值ε，0 < ε < I,则认为每一个振荡器的相位稳定。
4.根据权利要求I所述的基于相位离散迭代的认知网络频谱分配方法，其特征在于， 步骤(4)中所述的阈值T的取值范围为0 < T < I。
全文摘要
本发明提出了一种基于相位离散迭代的认知网络频谱分配方法，克服现有技术中频谱使用效率较低且用户花费较高的问题。其实现步骤是(1)生成认知网络的频谱干扰图；(2)建立反图模型；(3)获得振荡器的相位值；(4)节点分组；(5)组排序；(6)频谱排序；(7)分配频谱；(8)获得频谱分配方案。本发明提出的方法利用相位的离散迭代，提高了并行处理能力，加快了频谱分配过程，有效提高了频谱的使用效率；同时，该方法在频谱分配的过程中充分考虑了用户购买频谱时的花费，给尽可能多的用户分配费用较低的频谱，因而降低了认知网络中用户的总花费。
文档编号H04W16/10GK102612036SQ20121010209
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者刘芳, 吴建设, 戚玉涛, 李蕊, 焦李成, 王达, 缑水平, 陆蕊, 马文萍 申请人:西安电子科技大学