專利名稱：一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
認(rèn)知無線電又被稱為智能無線電，是ー種動態(tài)感知空閑頻譜并加以分配利用的技木，其核心目標(biāo)是改變現(xiàn)有固定頻譜分配方式對頻譜利用不夠充分的缺點，更有效地利用頻譜資源，從一定程度上緩解頻譜資源匱乏的現(xiàn)狀。認(rèn)知無線電的核心思想就是通過頻譜感知和系統(tǒng)的智能學(xué)習(xí)能力，實現(xiàn)動態(tài)頻譜分配和頻譜共享。在認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中，主要分成兩類系統(tǒng)授權(quán)系統(tǒng)和認(rèn)知系統(tǒng)。授權(quán)系統(tǒng)是指擁有授權(quán)頻譜的ー些系統(tǒng)，比如廣播系統(tǒng)等；認(rèn)知系統(tǒng)是指采用感知技術(shù)充分利用空閑的頻譜進(jìn)行通信的系統(tǒng)。為了使認(rèn)知系統(tǒng)能夠靈活地使用空閑頻段，且同時又能與授權(quán)系統(tǒng)共存，因此需要一種動態(tài)的頻譜分配方案來實現(xiàn)。動態(tài)頻譜分配需要解決三個問題，一是認(rèn)知系統(tǒng)對授權(quán)系統(tǒng)的干擾規(guī)避或共存問題，ニ是認(rèn)知系統(tǒng)之間的共存問題，三是認(rèn)知系統(tǒng)充分利用頻譜的效益和各認(rèn)知系統(tǒng)競爭的公平性問題，即認(rèn)知無線電系統(tǒng)能夠在感知當(dāng)前環(huán)境之后，對當(dāng)前的頻譜進(jìn)行動態(tài)的分配，解決上述三個問題同時滿足當(dāng)前對頻譜的需求。它將改變目前的“命令和控制”的頻譜分配方式，讓頻譜做到“按需分配”。這樣做實際上是對頻譜資源進(jìn)行優(yōu)化管理，讓頻譜資源可以得到高效的利用。在當(dāng)前的研究中，已經(jīng)存在ー些關(guān)于動態(tài)頻譜分配的分配模型及策略，比如圖著色模型，博弈論模型以及定價拍賣模型等等。這些方案主要以感知為基礎(chǔ)，以系統(tǒng)內(nèi)小區(qū)或小區(qū)內(nèi)用戶為主要分配對象，通過感知得到小區(qū)或用戶相應(yīng)的可用頻譜，然后進(jìn)行動態(tài)分配。然而，但這些方案多以提高系統(tǒng)吞吐量或規(guī)避干擾為主要目的，認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的整體頻譜利用效果不甚理想。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配方法和系統(tǒng)，以改善認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的整體頻譜利用效果。本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配方法，該方法包括根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征，確定授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的匹配度；根據(jù)所述匹配度以及每個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜資源利用效率，確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值；根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括信息管理模塊、資源匹配模塊和分配模塊；所述信息管理模塊，用于存儲授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征信息；所述資源匹配模塊，用于根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征，確定授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的匹配度；所述分配模塊，用于根據(jù)所述匹配度以及每個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜資源利用效率，確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值，根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明通過確定授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的匹配度，根據(jù)所述匹配度以及每個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜資源利用效率，確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值，根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。由于在頻譜分配時考慮了授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源與認(rèn)知系統(tǒng)需求的資源的匹配度，并且還考慮了各個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜利用效率，因此能夠盡量將匹配較好的資源分配給認(rèn)知系統(tǒng)，且為頻譜利用效率較高的認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源，從而改善認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的整體頻譜利用效果。


圖1是本發(fā)明提供的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配方法流程圖。圖2是本發(fā)明提供的兩輪分配方法的總體流程圖。圖3是本發(fā)明提供的兩輪分配方法中的第一輪分配的流程圖。圖4是本發(fā)明提供的兩輪分配方法中的第二輪分配的流程圖。圖5是本發(fā)明提供的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配系統(tǒng)第一結(jié)構(gòu)圖。圖6是本發(fā)明提供的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配系統(tǒng)第二結(jié)構(gòu)圖。圖7是本發(fā)明提供的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配系統(tǒng)第三結(jié)構(gòu)圖。圖8是本發(fā)明提供的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配系統(tǒng)第四結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式圖1是本發(fā)明提供的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配方法流程圖。如圖1所示，該方法包括步驟101，獲取授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源的特征信息和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的特征信息。為了全面地描述頻譜資源的特征，所述特征信息可以包括頻率特征、時間特征和空間特征。其中，頻率特征可以包括中心頻率、帶寬等頻率域的信息；時間特征可以包括頻譜的可用時長、可用起止時間等信息；空間特征可以包括頻譜在哪些地理范圍內(nèi)可用等信息。步驟102，根據(jù)所述特征信息確定授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的匹配度。步驟103，根據(jù)所述匹配度以及每個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜資源利用效率，確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值。其中，可以采用多種方式定義頻譜資源利用效率，例如可以定義為系統(tǒng)単位帶寬単位面積上的平均呑吐量、或系統(tǒng)最大呑吐量、系統(tǒng)平均呑吐量、系統(tǒng)單位面積最大呑吐量、系統(tǒng)單位面積平均呑吐量、系統(tǒng)單位面積頻譜效率、系統(tǒng)能容納的最大用戶數(shù)、平均用戶數(shù)、系統(tǒng)單位面積的最大用戶數(shù)、系統(tǒng)單位面積的平均用戶數(shù)、系統(tǒng)單位帶寬的最大用戶數(shù)、系統(tǒng)單位帶寬的平均用戶數(shù)、単位帶寬單位面積的最大用戶數(shù)、単位帶寬單位面積的平均用戶數(shù)，等等。本發(fā)明實施例以上述定義為例考慮頻譜利用效率，但是并不限定本發(fā)明方案的實現(xiàn)方式。步驟104，根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。在步驟102之前，還可以包括如下步驟根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征、以及授權(quán)系統(tǒng)和/或認(rèn)知系統(tǒng)的干擾限制條件，從授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源的集合中確定出認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的頻譜資源集合。也可以僅根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征確定出認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的頻譜資源集合。例如，如果授權(quán)系統(tǒng)提供的頻譜資源能夠滿足認(rèn)知系統(tǒng)的基本工作需求，且在該認(rèn)知系統(tǒng)占用該授權(quán)系統(tǒng)提供的頻譜資源后，對該授權(quán)系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾不超過該授權(quán)系統(tǒng)的干擾閾值，則將該頻譜資源確定為認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的頻譜資源。再例如，如果授權(quán)系統(tǒng)提供的頻譜資源能夠滿足認(rèn)知系統(tǒng)的基本工作需求，且在該認(rèn)知系統(tǒng)占用該授權(quán)系統(tǒng)提供的頻譜資源后，對該授權(quán)系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾不超過該授權(quán)系統(tǒng)的干擾閾值，所有授權(quán)系統(tǒng)對該認(rèn)知系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾也不超過該認(rèn)知系統(tǒng)的干擾閾值，則將該頻譜資源確定為認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的頻譜資源。再例如，如果授權(quán)系統(tǒng)提供的頻譜資源能夠滿足認(rèn)知系統(tǒng)的基本エ 作需求，且在該認(rèn)知系統(tǒng)占用該授權(quán)系統(tǒng)提供的頻譜資源后，對該授權(quán)系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾不超過該授權(quán)系統(tǒng)的干擾閾值，對所有認(rèn)知系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾不超過該認(rèn)知系統(tǒng)的干擾閾值， 所有授權(quán)系統(tǒng)對該認(rèn)知系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾也不超過該認(rèn)知系統(tǒng)的干擾閾值，則將該頻譜資源確定為認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的頻譜資源。相應(yīng)地，所述步驟102為根據(jù)所述特征信息確定認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的各頻譜資源與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的匹配度。通過增加確定認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的頻譜資源集合的步驟，一方面可以降低步驟 102的計算量，另ー方面，由于考慮了授權(quán)系統(tǒng)和/或認(rèn)知系統(tǒng)的干擾限制條件，因此能夠使得為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜后不會影響授權(quán)系統(tǒng)和/或認(rèn)知系統(tǒng)的正常工作。在本發(fā)明上述方法的基礎(chǔ)上，還可以包括確定各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息，相應(yīng)地，所述為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源包括根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息和使用頻譜資源的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。例如，按照優(yōu)先級將各個認(rèn)知系統(tǒng)排隊，按照優(yōu)先級由高到低的順序為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源，當(dāng)有多個頻譜資源能夠分配給同一個認(rèn)知系統(tǒng)時，根據(jù)該多個頻譜資源各自的效用函數(shù)值，從中選擇效用函數(shù)值最大的分配給該認(rèn)知系統(tǒng)。本發(fā)明并不限定根據(jù)優(yōu)先級信息和效用函數(shù)值分配頻譜資源的具體方式，例如還可以綜合考慮優(yōu)先級信息和效用函數(shù)值進(jìn)行頻譜資源分配，當(dāng)優(yōu)先級較高的認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源對應(yīng)的效用函數(shù)值低于預(yù)定閾值時，而下ー個優(yōu)先級的認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源對應(yīng)的效用函數(shù)值很高，可以考慮為下ー個優(yōu)先級的認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。通過為各個認(rèn)知系統(tǒng)確定優(yōu)先級，然后根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息和使用頻譜資源的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源，可以實現(xiàn)頻譜資源分配的高效性和公平性。其中，各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息可以根據(jù)認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜使用效率、頻譜需求量和頻譜認(rèn)知能力中的任意ー項或多項確定。一般地，認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜使用效率越高，則其優(yōu)先級越高；在保證系統(tǒng)基本需求的前提下，認(rèn)知系統(tǒng)通過本方法已獲得的資源與所需資源差距越大，則其優(yōu)先級越高；認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜認(rèn)知能力越強(qiáng)，則說明該認(rèn)知系統(tǒng)檢測頻譜的正確性和精確度越高，對授權(quán)系統(tǒng)的保護(hù)能力也越高，例如不會將某ー授權(quán)系統(tǒng)已使用的頻譜資源誤檢為空閑，從而避免認(rèn)知系統(tǒng)占用授權(quán)系統(tǒng)正在使用的頻段，因此認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜認(rèn)知能力越強(qiáng)則其優(yōu)先級越高。可通過對頻譜使用效率、頻譜需求量和頻譜認(rèn)知能力中的各項加權(quán)來確定認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級，以便全面考慮各方因素。在為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源吋，還可以在保證基本通信需求的前提下，優(yōu)先保證高效性，然后再考慮公平性，即優(yōu)先保證盡量多的認(rèn)知系統(tǒng)能夠工作，然后再為頻譜利用效用較好或頻譜需求較多的認(rèn)知系統(tǒng)繼續(xù)分配頻譜資源，以使其取得更好的工作性能。例如，將認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源分為滿足認(rèn)知系統(tǒng)基本工作需求的頻譜資源以及除所述基本工作需求以外的頻譜資源，即認(rèn)知系統(tǒng)期望的頻譜資源。通過滿足認(rèn)知系統(tǒng)基本工作需求的頻譜資源，可以使認(rèn)知系統(tǒng)能夠工作，例如使通信系統(tǒng)能夠通信；通過該期望的頻譜資源，認(rèn)知系統(tǒng)能夠取得更好的工作性能。下面分別舉例進(jìn)行說明，具體請參見圖2 圖4，所舉例子并不用于限制本發(fā)明。圖2是本發(fā)明提供的兩輪分配方法的總體流程圖。如圖2所示，該方法包括步驟201，初始化授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征信息。步驟202，進(jìn)行第一輪分配根據(jù)認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級和效用函數(shù)值為各認(rèn)知系統(tǒng)分配能夠滿足其基本工作需求的頻譜資源。步驟203，更新授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源。步驟204，進(jìn)行第二輪分配根據(jù)更新的頻譜資源重新確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值，根據(jù)認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級和重新確定的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配除所述基本工作需求以外的頻譜資源。其中，根據(jù)更新的頻譜資源重新確定所述匹配度，根據(jù)重新確定的匹配度以及每個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜資源利用效率確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值。圖3是本發(fā)明提供的兩輪分配方法中的第一輪分配的流程圖。如圖3所示，該方法包括步驟301，從授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源的集合中確定出認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的頻譜資源集合。步驟302，確定認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的頻譜資源的特征信息與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的特征信息之間的匹配度。
步驟303，根據(jù)所述匹配度、每個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜資源利用效率，確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值。步驟304，根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值及優(yōu)先級為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。圖4是本發(fā)明提供的兩輪分配方法中的第二輪分配的流程圖。如圖4所示，該方法包括步驟401，根據(jù)更新的頻譜資源信息，從授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源的集合中確定出認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的頻譜資源集合。步驟402，確定認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的頻譜資源的特征信息與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的特征信息之間的匹配度。步驟403，根據(jù)所述匹配度、每個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜資源利用效率，確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值。步驟404，根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值和優(yōu)先級為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。例如，在分配時在保證優(yōu)先級的前提下考慮效用函數(shù)最大化。圖3所示方法以目標(biāo)效用函數(shù)最大化的原則，給認(rèn)知系統(tǒng)選出“第一數(shù)目”的效益值大的頻點。這里的“第一數(shù)目”是各認(rèn)知系統(tǒng)提供的最低工作要求(即基本工作要求)所需的頻點數(shù)。圖4所示方法根據(jù)公平和效益兼顧的原則，為認(rèn)知系統(tǒng)選出滿足公平性且效益值大的“第二數(shù)目，，的頻點。以下是“第二數(shù)目，，的具體描述實例，這里的“第二數(shù)目，，是考慮了公平性指標(biāo)后計算的頻點數(shù)。以下是兩個基本概念①認(rèn)知系統(tǒng)分配滿足度分配結(jié)束后認(rèn)知系統(tǒng)實際分配的頻點數(shù)除以需求的頻點數(shù)。②系統(tǒng)資源配置比在第二輪分配中各認(rèn)知系統(tǒng)滿足度的比例。通過該分配比例設(shè)定各認(rèn)知系統(tǒng)實際分配的頻點數(shù)，使得第二輪分配后各系統(tǒng)的滿足度等于此比例。通過“系統(tǒng)資源配置比”來確定第二輪分配給各認(rèn)知系統(tǒng)的頻點數(shù)的計算方法如下N個認(rèn)知系統(tǒng)的資源配置比例為ちa2 ... aN，認(rèn)知系統(tǒng)i期望頻點數(shù)為ki; 頻譜資源第一輪分配后總剩余帶寬為W，那么在第二輪中為認(rèn)知系統(tǒng)i分配的頻點數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配方法，其特征在于，該方法包括根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征，確定授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的匹配度；根據(jù)所述匹配度以及每個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜資源利用效率，確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值；根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，在確定所述匹配度之前，該方法還包括 根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征、以及授權(quán)系統(tǒng)和/或認(rèn)知系統(tǒng)的干擾限制條件，從授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源的集合中確定出認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的頻譜資源集合；確定所述匹配度包括確定認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的各頻譜資源與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的匹配度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括 確定各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息；所述為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源包括根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息和使用頻譜資源的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在干，所述為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源包括根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息和所述效用函數(shù)值為各認(rèn)知系統(tǒng)分配能夠滿足其基本工作需求的頻譜資源；更新授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源； 根據(jù)更新的頻譜資源重新確定所述匹配度，根據(jù)重新確定的匹配度以及每個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜資源利用效率確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值，根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息和重新確定的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配除所述基本工作需求以外的頻譜資源。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在干，各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息根據(jù)認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜使用效率、頻譜需求量和/或頻譜認(rèn)知能力確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任ー權(quán)利要求所述的方法，其特征在干，所述特征包括頻率特征、時間特征和空間特征。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在干，授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源之間的頻率特征匹配度//為
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在干，每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值U為U = PiXtXBiXSiX g； χゲχ // ,其中，Pj, t” B” Si分別是認(rèn)知系統(tǒng)i的頻譜資源利用效率、需求頻譜的占用時長、需求頻譜的帶寬、需求頻譜的覆蓋面積，g/、hレ//分別是授權(quán)系統(tǒng)提供的頻段j和認(rèn)知系統(tǒng)i需求的頻譜資源之間的時間特征匹配度、空間特征匹配度和頻率特征匹配度。
9.一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配系統(tǒng)，其特征在干，該系統(tǒng)包括信息管理模塊、資源匹配模塊和分配模塊；所述信息管理模塊，用于存儲授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征信息；所述資源匹配模塊，用于根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征，確定授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的匹配度；所述分配模塊，用于根據(jù)所述匹配度以及每個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜資源利用效率，確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值，根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括基本限制模塊；所述信息管理模塊，包括用于存儲授權(quán)系統(tǒng)和/或認(rèn)知系統(tǒng)的干擾限制條件的模塊；所述基本限制模塊，用于根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征、以及授權(quán)系統(tǒng)和/或認(rèn)知系統(tǒng)的干擾限制條件，從授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源的集合中確定出認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的頻譜資源集合；所述資源匹配模塊，用于確定認(rèn)知系統(tǒng)能夠使用的各頻譜資源與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的匹配度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括優(yōu)先級設(shè)定模塊；所述優(yōu)先級設(shè)定模塊，用于確定各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息；所述分配模塊，用于根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息和使用頻譜資源的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在干，所述分配模塊包括第一分配模塊、更新模塊和第二分配模塊；所述第一分配単元，用于根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息和使用頻譜資源的效用函數(shù)值為各認(rèn)知系統(tǒng)分配能夠滿足其基本工作需求的頻譜資源；所述更新単元，用于根據(jù)分配結(jié)果更新所述信息管理模塊中授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征信息；所述第二分配単元，用于根據(jù)更新的頻譜資源重新確定所述匹配度，根據(jù)重新確定的匹配度和每個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜資源利用效率重新確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值，根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息和重新確定的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配除所述基本工作需求以外的頻譜資源。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在干，所述優(yōu)先級設(shè)定模塊，用于根據(jù)認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜使用效率、頻譜需求量以及頻譜認(rèn)知能力設(shè)定各個認(rèn)知系統(tǒng)的優(yōu)先級信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13任ー權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在干，所述信息管理模塊，用于存儲授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的頻率特征、時間特征和空間特征。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配方法和系統(tǒng)。該方法包括根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源和認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源各自的特征，確定授權(quán)系統(tǒng)能夠提供的頻譜資源與認(rèn)知系統(tǒng)需求的頻譜資源的匹配度；根據(jù)所述匹配度以及每個認(rèn)知系統(tǒng)的頻譜資源利用效率，確定每個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值；根據(jù)各個認(rèn)知系統(tǒng)使用頻譜資源的效用函數(shù)值為認(rèn)知系統(tǒng)分配頻譜資源。應(yīng)用本發(fā)明能夠改善認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的整體頻譜利用效果。
文檔編號H04W16/10GK102595419SQ20111000528
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者陳星 , 韋再雪 申請人:中國移動通信集團(tuán)公司