信道分配方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種信道分配方法及裝置。該信道分配方法包括：根據(jù)待分配信道的一個(gè)或多個(gè)次用戶的數(shù)據(jù)流對各個(gè)收益屬性的要求，獲取次用戶的數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的收益權(quán)重；對于每個(gè)次用戶，利用該次用戶的數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的收益權(quán)重對該次用戶的各個(gè)可選信道在各個(gè)收益屬性下的收益值進(jìn)行加權(quán)，獲得該次用戶的各個(gè)可選信道的信道綜合收益值；針對每個(gè)次用戶，根據(jù)該次用戶的各個(gè)可選信道的信道綜合收益值以及各個(gè)可選信道分配給該次用戶時(shí)對相鄰次用戶的影響，計(jì)算該次用戶的標(biāo)簽值；按照待分配信道的次用戶的標(biāo)簽值進(jìn)行排序，選擇最大標(biāo)簽值對應(yīng)的信道和次用戶，將選擇的信道分配給選擇的次用戶。通過本發(fā)明，使得資源的分配更加合理。
【專利說明】信道分配方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種信道分配方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在相關(guān)技術(shù)中，在眾多的頻譜分配算法中，顏色敏感的圖著色算法(CSGC，ColorSensitive Graph Coloring)由于既兼顧了頻譜利用率和分配公平性,又考慮到不同信道間收益差異性，因而得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]在CSGC算法中，對認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一般性抽象得出圖論模型，定義雙向圖G= (V, L，E)，其中，V是頂點(diǎn)的集合，表示共享頻譜的次用戶；L是每個(gè)頂點(diǎn)的可用頻譜或顏色列表；E是頂點(diǎn)之間的無向邊的集合，表示任意兩個(gè)頂點(diǎn)之間的干擾。對于任意兩個(gè)頂點(diǎn)(兩個(gè)次用戶)U，V e V，如果同時(shí)使用信道m(xù)時(shí)兩個(gè)次用戶之間存在干擾，則U，V之間就有一條顏色為m的邊(也就是說兩個(gè)頂點(diǎn)不能著相同的顏色m)。頻譜的分配問題就轉(zhuǎn)化為使用顏色列表(可用信道)中的顏色為頂點(diǎn)(次用戶)著色，以最大化系統(tǒng)效益的問題。
[0004]如圖1a-圖1c所示，V1、V2、V3分別代表次用戶1、2、3，左、上、右三個(gè)虛線圓分別代表主用戶1、2、3。如圖1a所示，針對主用戶I的信號(hào)覆蓋范圍(如圖虛線圓所示)和正在使用信道C的情況，按照次用戶不可影響主用戶的正常通信的原則，給出次用戶允許的最大信號(hào)覆蓋范圍，并用斜紋填充圓表示；其中，次用戶I由于在主用戶I的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，因此次用戶不能使用信道C，即次用戶I在信道C上允許的輻射距離為O。同理，在主用戶2和3的約束下，給出次用戶的信號(hào)覆蓋范圍如圖1b和圖1c所示，分別用點(diǎn)填充圓和網(wǎng)格填充圓表示。
[0005]假設(shè)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)共有A?E五個(gè)可用信道，主用戶分別使用信道C、E、C。下面給出次用戶在信道A和E上的干擾情況。
[0006]信道A上無正在通信的主用戶，所有次用戶均可使用。信號(hào)輻射范圍僅受設(shè)備自身?xiàng)l件的制約。假設(shè)所有次用戶采用相同的設(shè)備，且最大輻射距離如圖2a所示。由此可見，次用戶I和3之間、2和3之間信號(hào)的最大覆蓋范圍有重合部分，因此不可同時(shí)使用信道C。用實(shí)線表示信道C的干擾情況，則％、V3之間，V2、V3之間均存在一條實(shí)線的邊。
[0007]對于信道E，如圖2b所示，結(jié)合圖1b可知，次用戶2不可使用信道E，而1、3的使用互不干擾，因此代表信道E上干擾的虛線邊不存在。
[0008]在相關(guān)技術(shù)中，CSGC算法引入了標(biāo)簽值和色區(qū)分度的概念。其中，標(biāo)簽值Iabeln是區(qū)分在不同的算法準(zhǔn)則下次用戶著色優(yōu)先級(jí)的標(biāo)記。色區(qū)分度Dn,m表示在信道m(xù)上與次用戶η有沖突的鄰節(jié)點(diǎn)(相鄰的認(rèn)知用戶)數(shù)目，在圖中為頂AVn上信道m(xù)對應(yīng)的有色邊的數(shù)目。引入色區(qū)分度的目的是用它來表征將信道m(xù)分配給次用戶η時(shí)對相鄰用戶的影響，是對頻譜分配算法中公平性的考量。
[0009]CSGC算法引入了“色區(qū)分度”的概念表征信道分配對周圍節(jié)點(diǎn)的影響，另一方面它采用“標(biāo)簽值”的思想對次用戶進(jìn)行資源的分級(jí)配置。運(yùn)用CSGC法分配信道所得的平均收益在統(tǒng)計(jì)意義下優(yōu)于隨機(jī)分配方案。但是另一方面，這種優(yōu)越性只是以70%左右的概率出現(xiàn)。另外，在實(shí)際系統(tǒng)中，例如一個(gè)典型的語音會(huì)話一般要求較高的實(shí)時(shí)性，而文件傳輸則更加注重?cái)?shù)據(jù)的傳輸速率和正確性保障，也就是說不同類型的數(shù)據(jù)流在實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、連續(xù)性、優(yōu)先權(quán)等方面往往有不同的側(cè)重。CSGC算法對這些不同數(shù)據(jù)流采用相同的處理方法，并不能體現(xiàn)其中的差異性。
[0010]針對相關(guān)技術(shù)中采用CSGC算法進(jìn)行頻譜分配時(shí)不能體現(xiàn)不同類型的數(shù)據(jù)流的差異性的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對相關(guān)技術(shù)中頻譜分配不能體現(xiàn)不同類型的數(shù)據(jù)流的差異性的問題，本發(fā)明提供了一種信道分配方法及裝置，以至少解決上述問題。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種信道分配方法，包括:根據(jù)待分配信道的一個(gè)或多個(gè)次用戶的數(shù)據(jù)流對各個(gè)收益屬性的要求，獲取所述次用戶的數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的收益權(quán)重；對于每個(gè)所述次用戶，利用該次用戶的數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的收益權(quán)重對該次用戶的各個(gè)可選信道在所述各個(gè)收益屬性下的收益值進(jìn)行加權(quán)，獲得該次用戶的各個(gè)可選信道的信道綜合收益值；針對每個(gè)次用戶，根據(jù)該次用戶的各個(gè)可選信道的信道綜合收益值、以及所述各個(gè)可選信道分配給該次用戶時(shí)對相鄰次用戶的影響，計(jì)算該次用戶的標(biāo)簽值；按照待分配信道的次用戶的標(biāo)簽值進(jìn)行排序，選擇最大標(biāo)簽值對應(yīng)的信道和次用戶，將選擇的所述信道分配給選擇的所述次用戶。
[0013]優(yōu)選地，根據(jù)次用戶的數(shù)據(jù)流對各個(gè)收益屬性的要求，確定次用戶的數(shù)據(jù)流的
各個(gè)收益屬性的收益權(quán)重，包括:獲取待分配信道的一個(gè)或多個(gè)次用戶的數(shù)據(jù)流的類型，
根據(jù)各種類型的數(shù)據(jù)流對各個(gè)收益屬性的要求，確定各種類型的所述數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益 屬性的重要程度；對于每種類型的數(shù)據(jù)流Flow1，根據(jù)數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性的重
要程度，得到數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性的模糊互補(bǔ)判斷矩陣A=(ai, pNimUXNufflU，其中，
I e {1,2,...，NumL}，NumL為待分配信道的一個(gè)或多個(gè)次用戶的數(shù)據(jù)流的類型的總數(shù)，
i e {I, 2,, NumU}, j e {I, 2,..., NumU} ,NumU 為數(shù)據(jù)流 Flow1 的收益屬性的總數(shù)；按照
以下公式計(jì)算數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性Ui的收益權(quán)重Coi:
【權(quán)利要求】
1.一種信道分配方法，其特征在于，包括: 根據(jù)待分配信道的一個(gè)或多個(gè)次用戶的數(shù)據(jù)流對各個(gè)收益屬性的要求，獲取所述次用戶的數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的收益權(quán)重； 對于每個(gè)所述次用戶，利用該次用戶的數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的收益權(quán)重對該次用戶的各個(gè)可選信道在所述各個(gè)收益屬性下的收益值進(jìn)行加權(quán)，獲得該次用戶的各個(gè)可選信道的信道綜合收益值； 針對每個(gè)次用戶，根據(jù)該次用戶的各個(gè)可選信道的信道綜合收益值、以及所述各個(gè)可選信道分配給該次用戶時(shí)對相鄰次用戶的影響，計(jì)算該次用戶的標(biāo)簽值； 按照待分配信道的次用戶的標(biāo)簽值進(jìn)行排序，選擇最大標(biāo)簽值對應(yīng)的信道和次用戶，將選擇的所述信道分配給選擇的所述次用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)次用戶的數(shù)據(jù)流對各個(gè)收益屬性的要求，確定次用戶的數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的收益權(quán)重，包括: 獲取待分配信道的一個(gè)或多個(gè)次用戶的數(shù)據(jù)流的類型，根據(jù)各種類型的數(shù)據(jù)流對各個(gè)收益屬性的要求，確定各種類型的所述數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的重要程度； 對于每種類型的數(shù)據(jù)流Flow1,根據(jù)數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性的重要程度，得到數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性的模糊互補(bǔ)判斷矩陣A=(ai,pNumUXNumU，其中，I e {l，2，...，NumL}，NumL為待分配信道的一個(gè)或多個(gè)次用戶的數(shù)據(jù)流的類型的總數(shù)，i e {I, 2, , NumU}, j e {I, 2,..., NumU}, NumU 為數(shù)據(jù)流 Flow1 的收益屬性的總數(shù)； 按照以下公式計(jì)算數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性Ui的收益權(quán)重Coi:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性的重要程度，得到數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性的模糊互補(bǔ)判斷矩陣A=(ai,pNufflUXNimU，包括: 根據(jù)數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性的重要程度，采用0.1~0.9五標(biāo)度標(biāo)記法進(jìn)行兩兩比較，得到數(shù)據(jù)流FlowJ^各個(gè)收益屬性的模糊互補(bǔ)判斷矩陣A=(ai, Pnmuxnubu，其中，j G {0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9}。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對于每個(gè)次用戶，利用該次用戶的數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的收益權(quán)重對該次用戶的各個(gè)可選信道在所述各個(gè)收益屬性下的收益值進(jìn)行加權(quán)，獲得該次用戶的各個(gè)可選信道的信道綜合收益值，包括:對于該次用戶的數(shù)據(jù)流Flow, 獲取所述數(shù)據(jù)流Flow在各個(gè)可選信道Cni上的收益屬性Uj的收益值attrii,」，其中，i e {I, 2,, NumChanneI}, NumChannel為該次用戶的可選信道的總數(shù)，j e {1,2,..., NumU}，NumU為數(shù)據(jù)流Flow的收益屬性的總數(shù)； 對所述數(shù)據(jù)流Flow在各個(gè)可選信道Cni上的收益屬性Uj的收益值attriy進(jìn)行規(guī)范化處理，得到所述數(shù)據(jù)流Flow的規(guī)范化的決策矩陣Attr=IattriJ | (attri；J>0)}NumChannel X NumlI ? 按照以下公式計(jì)算所述次用戶的數(shù)據(jù)流Flow在各個(gè)可選信道CniI的綜合收益值Vi，即計(jì)算次用戶的各個(gè)可選信道的信道綜合收益值:
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在將選擇的所述信道分配給選擇的所述次用戶之后，所述方法還包括: 更新記載可選信道及需要分配信道的次用戶的拓?fù)鋱D，如果更新后的拓?fù)鋱D為空，則結(jié)束，否則，返回確定待分配信道的次用戶的數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的收益權(quán)重的步驟，繼續(xù)為未分配的次用戶分配信道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述收益屬性包括以下至少之一:傳輸信噪比、傳輸速率、傳輸時(shí)延、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、連續(xù)性和優(yōu)先權(quán)。
7.一種信道分配裝置，其特征在于，包括: 第一獲取模塊，用于根據(jù)待分配信道的一個(gè)或多個(gè)次用戶的數(shù)據(jù)流對各個(gè)收益屬性的要求，獲取所述次用戶的數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的收益權(quán)重； 第二獲取模塊，用于對于每個(gè)所述次用戶，利用該次用戶的數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的收益權(quán)重對該次用戶的各個(gè)可選信道在所述各個(gè)收益屬性下的收益值進(jìn)行加權(quán)，獲得該次用戶的各個(gè)可選信道的信道綜合收益值； 計(jì)算模塊，用于針對每個(gè)次用戶，根據(jù)該次用戶的各個(gè)可選信道的信道綜合收益值、以及所述各個(gè)可選信道分配給該次用戶時(shí)對相鄰次用戶的影響，計(jì)算該次用戶的標(biāo)簽值； 分配模塊，用于按照待分配信道的次用戶的標(biāo)簽值進(jìn)行排序，選擇最大標(biāo)簽值對應(yīng)的信道和次用戶，將選擇的所述信道分配給選擇的所述次用戶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取模塊包括: 確定單元，用于獲取待分配信道的一個(gè)或多個(gè)次用戶的數(shù)據(jù)流的類型，根據(jù)各種類型的數(shù)據(jù)流對各個(gè)收益屬性的要求，確定各種類型的所述數(shù)據(jù)流的各個(gè)收益屬性的重要程度；第一獲取單元，用于對于每種類型的數(shù)據(jù)流Flow1，根據(jù)數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性的重要程度，得到數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性的模糊互補(bǔ)判斷矩陣A= P NumUXNumU，其中，I e {1,2,...，NumL}，NumL為待分配信道的一個(gè)或多個(gè)次用戶的數(shù)據(jù)流的類型的總數(shù)，i e {I, 2, , NumU}, j e {I, 2,..., NumU}, NumU 為數(shù)據(jù)流 Flow1 的收益屬性的總數(shù)；第一計(jì)算單元，用于按照以下公式計(jì)算數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性七的收益權(quán)重
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取單元采用0.1~0.9五標(biāo)度標(biāo)記法進(jìn)行兩兩比較，得到數(shù)據(jù)流Flow1的各個(gè)收益屬性的模糊互補(bǔ)判斷矩陣Α=(\ΡNumlI X NumlI，
其中，{0.1,0.3,0.5,0.7,0.9} 0
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第二獲取模塊，包括: 第二獲取單元，用于對于每個(gè)所述次用戶的數(shù)據(jù)流Flow，獲取所述數(shù)據(jù)流Flow在各個(gè)可選信道Cni上的收益屬性U」的收益值attrii,」，其中，i e {1，2,...，NumChanneI},NumChannel為數(shù)據(jù)流Flow所屬用戶的可選信道的總數(shù)，j e {1，2,...，NumU}, NumU為數(shù)據(jù)流Flow的收益屬性的總數(shù)； 處理單元，用于對于每個(gè)所述次用戶的數(shù)據(jù)流Flow，獲取數(shù)據(jù)流Flow在各個(gè)可選信道Cni上的收益屬性Uj的收益值attriy進(jìn)行規(guī)范化處理,得到所述數(shù)據(jù)流Flow的規(guī)范化的決策矩陣 Attr= {attr^j | (attr^」>0)} NumChannel X NumlI 第二計(jì)算單元，用于按照以下公式計(jì)算每個(gè)所述次用戶的數(shù)據(jù)流Flow在各個(gè)可選信道Cni上的信道綜合收益值v1:
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 更新模塊，用于在所述分配模塊分配所述信道之后，更新記載可選信道及需要分配信道的次用戶的拓?fù)鋱D； 判決模塊，用于判斷更新后的拓?fù)鋱D是否為空，如果不為空，則觸發(fā)所述第一獲取模塊。
【文檔編號(hào)】H04W72/04GK103634916SQ201210312179
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】苗婷, 李巖, 李瑞梅, 岳天恒, 劉勤 申請人:中興通訊股份有限公司