專利名稱：基于連通性的認知網(wǎng)絡(luò)部署方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及認知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于連通性的認知網(wǎng)絡(luò)部署方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近十年來，在技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用需求的雙重驅(qū)動下，無線通信技術(shù)得到了飛速發(fā)展，已經(jīng)形成了多種認知無線接入技術(shù)并存的格局。與此同時，迅速增長的無線業(yè)務(wù)需求也使未來無線通信中的頻譜資源缺乏問題日益突出。這兩個問題已經(jīng)成為制約無線通信朝著寬帶化、泛在化等方向發(fā)展的基本問題。目前各國的研究人員試圖通過各種方式和技術(shù)來解決這些問題。1999年首次被提出的認知無線電，基本的思想是“基于對其工作環(huán)境的交互改變發(fā)射機參數(shù)的無線電”。它為頻譜的靈活使用指明了一個方向。隨后其被做了進一步的闡述，其基本思想是，未授權(quán)用戶能夠可靠地感知頻譜環(huán)境，檢測授權(quán)用戶的存在，從而自適應(yīng)地使用可用頻譜，并用于數(shù)據(jù)傳送，同時不干擾授權(quán)用戶的通信。為了解決頻譜稀缺問題，F(xiàn)CC (Federal Communications Commission,美國聯(lián)邦通訊委員會)在2004年通過了非授權(quán)設(shè)備在授權(quán)頻段上的使用。隨后，動態(tài)頻譜接入技術(shù)被提出，并用于解決當前頻譜效率低等問題。這一新領(lǐng)域的研究預(yù)示了頻譜效率的提高及認知無線電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。認知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)為動態(tài)頻譜接入策略提供了一種新的框架，它是一種開放的頻譜管理系統(tǒng)。認知網(wǎng)絡(luò)中的授權(quán)用戶具有較高的優(yōu)先權(quán)使用授權(quán)頻譜，而具有認知能力的非授權(quán)用戶可以在對授權(quán)系統(tǒng)不造成干擾的前提下利用空閑的頻譜資源。認知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)使認知用戶可以和授權(quán)用戶共享頻譜資源，從而提高了頻譜資源的利用效率。由于在認知網(wǎng)絡(luò)中，主用戶擁有頻譜使用許可權(quán)，因此在部署認知用戶時，首先必須避免對于主用戶網(wǎng)絡(luò)的影響，同時為了保證認知用戶網(wǎng)絡(luò)的可用性，部署時必須保證認知用戶網(wǎng)絡(luò)的連通性。這樣就產(chǎn)生了一個問題，如何保證部署的認知用戶網(wǎng)絡(luò)滿足以上兩個條件，這樣的認知用戶網(wǎng)絡(luò)在部署時有什么依據(jù)，認知用戶網(wǎng)絡(luò)中的哪些參數(shù)會影響網(wǎng)絡(luò)的這些性質(zhì)，產(chǎn)生這種影響的原理是什么，各種參數(shù)與認知用戶網(wǎng)絡(luò)連通性的關(guān)系又是什么，這些重大問題都需要在部署認知網(wǎng)絡(luò)時進行討論。但是目前仍沒有一套完整的技術(shù)方案來指導(dǎo)認知用戶網(wǎng)絡(luò)的部署，導(dǎo)致認知網(wǎng)絡(luò)的部署時只能根據(jù)經(jīng)驗和直覺進行嘗試，認知用戶網(wǎng)絡(luò)的部署帶有很大的盲目性，極大的阻礙了認知用戶網(wǎng)絡(luò)的普及和發(fā)展。綜上所述，一種針對上述認知網(wǎng)絡(luò)部署過程中遇到的兩個難點的認知網(wǎng)絡(luò)部署方法及系統(tǒng)是亟待提供的。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種基于連通性的認知網(wǎng)絡(luò)部署方法及系統(tǒng)，用以指導(dǎo)認知用戶調(diào)整網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，節(jié)點密度和發(fā)射功率等，在避免對主用戶造成影響的同時保證自身的連通性，在最大程度上減少了認知網(wǎng)絡(luò)部署的盲目性。(二)技術(shù)方案本發(fā)明技術(shù)方案如下:一種基于連通性的認知網(wǎng)絡(luò)部署方法，包括步驟:S1.采集并分析主用戶網(wǎng)絡(luò)信息；S2.預(yù)設(shè)認知用戶網(wǎng)絡(luò)覆蓋直徑及認知用戶發(fā)射功率上下限值；S3.根據(jù)通信連通性確定認知用戶發(fā)射功率；S4.根據(jù)拓撲連通性確定認知用戶網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度；S5.計算認知網(wǎng)絡(luò)的連通性并判讀其是否滿足用戶需求:是，則根據(jù)步驟S2-S4中確定的參數(shù)部署認知網(wǎng)絡(luò)；否，則更新步驟S2中認知用戶網(wǎng)絡(luò)覆蓋直徑及認知用戶發(fā)射功率上下限值并重復(fù)步驟S2-S4。所述主用戶網(wǎng)絡(luò)信息包括:主用戶網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度Xp以及主用戶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)到達率
入Pm。所述步驟S3包括:S301 設(shè)定通信連通概率Pc_;S302.求解函數(shù)
權(quán)利要求
1.一種基于連通性的認知網(wǎng)絡(luò)部署方法，其特征在于，包括步驟: S1.采集并分析主用戶網(wǎng)絡(luò)信息； S2.預(yù)設(shè)認知用戶網(wǎng)絡(luò)覆蓋直徑及認知用戶發(fā)射功率上下限值； S3.根據(jù)通信連通性確定認知用戶發(fā)射功率； S4.根據(jù)拓撲連通性確定認知用戶網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度； S5.計算認知網(wǎng)絡(luò)的連通性并判讀其是否滿足用戶需求: 是，則根據(jù)步驟S2-S4中確定的參數(shù)部署認知網(wǎng)絡(luò)； 否，則更新步驟S2中認知用戶網(wǎng)絡(luò)覆蓋直徑及認知用戶發(fā)射功率上下限值并重復(fù)步驟 S2-S4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的認知網(wǎng)絡(luò)部署方法，其特征在于，所述主用戶網(wǎng)絡(luò)信息包括:主用戶網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度K以及主用戶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)到達率入_。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認知網(wǎng)絡(luò)部署方法，其特征在于，所述步驟S3包括: S301.設(shè)定通信連通概率Pc; S302.求解函數(shù)
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的認知網(wǎng)絡(luò)部署方法，其特征在于，所述步驟S4包括: 根據(jù)函數(shù)
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的認知網(wǎng)絡(luò)部署方法，其特征在于，所述步驟S5中計算認知網(wǎng)絡(luò)的連通性包括: 根據(jù)步驟S2-S4中計算結(jié)果，計算通信連通概率P。.以及拓撲連通概率P_。；認知網(wǎng)絡(luò)的連通概率Pconnecte d=PtopoXPcomm°
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的認知網(wǎng)絡(luò)部署方法，其特征在于，所述步驟S5還包括: 評估認知網(wǎng)絡(luò)部署成本: 若所述認知網(wǎng)絡(luò)的連通性滿足用戶需求且部署成本不超出預(yù)算，則根據(jù)步驟S2-S4中確定的參數(shù)部署認知網(wǎng)絡(luò)； 若所述認知網(wǎng)絡(luò)部署成本超出預(yù)算，則更新步驟S2中認知用戶網(wǎng)絡(luò)覆蓋直徑及認知用戶發(fā)射功率上下限值并重復(fù)步驟S2-S4。
7.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1-6任意一項所述方法的基于連通性的認知網(wǎng)絡(luò)部署系統(tǒng)，其特征在于，包括順次連接的數(shù)據(jù)庫模塊、連通性規(guī)劃模塊以及建網(wǎng)評估模塊，所述建網(wǎng)評估模塊包括網(wǎng)絡(luò)性能評估單元； 所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，用于采集并分析主用戶網(wǎng)絡(luò)信息； 所述連通性規(guī)劃模塊，用于根據(jù)通信連通性確定認知用戶發(fā)射功率以及根據(jù)拓撲連通性確定認知用戶網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度； 所述網(wǎng)絡(luò)性能評估單元，用于評估根據(jù)所述連通性規(guī)劃模塊確定的參數(shù)組建的認知網(wǎng)絡(luò)連通性是否滿足用戶需求。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的認知網(wǎng)絡(luò)部署系統(tǒng)，其特征在于，所述建網(wǎng)評估模塊還包括 成本評估單元，用于評估根據(jù)所述連通性規(guī)劃模塊確定的參數(shù)組建認知網(wǎng)絡(luò)的成本是否超出預(yù)算。
全文摘要
本發(fā)明涉及認知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于連通性的認知網(wǎng)絡(luò)部署方法及系統(tǒng)。本發(fā)明通過預(yù)設(shè)認知用戶網(wǎng)絡(luò)覆蓋直徑及認知用戶發(fā)射功率上下限值，并根據(jù)通信連通性確定認知用戶發(fā)射功率以及根據(jù)拓撲連通性確定認知用戶網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度，最后判斷認知網(wǎng)絡(luò)的連通性是否滿足用戶需求；本發(fā)明能夠指導(dǎo)認知用戶調(diào)整網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，節(jié)點密度和發(fā)射功率等，在避免對主用戶造成影響的同時保證自身的連通性，使得認知網(wǎng)絡(luò)的部署有章可循，在最大程度上減少了認知網(wǎng)絡(luò)部署的盲目性，使認知用戶網(wǎng)絡(luò)的部署更加合理，更加高效。
文檔編號H04W16/18GK103079206SQ20121059032
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者馮志勇, 張平, 劉建偉, 劉曉敏, 張奇勛, 馬思思, 張雨馳 申請人:北京郵電大學(xué)