本發(fā)明涉及認(rèn)知無線電頻譜分配領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種基于模糊邏輯和通信優(yōu)先級的頻譜分配方法。

背景技術(shù)：
認(rèn)知無線電(CognitiveRadio)是一種智能無線電系統(tǒng)，它能感知無線環(huán)境并智能地從周圍環(huán)境中學(xué)習(xí)，通過實時的改變一系列工作參數(shù)來適應(yīng)環(huán)境變化。認(rèn)知無線電的核心問題是，在不影響授權(quán)主用戶正常工作的條件下，怎樣提高認(rèn)知用戶對空閑頻段及相應(yīng)頻譜環(huán)境的實時感知能力，并根據(jù)用戶的需求優(yōu)化頻譜利用率。頻譜分配是認(rèn)知無線電的媒體接入層（MAC層）中的關(guān)鍵技術(shù)之一。認(rèn)知無線電系統(tǒng)根據(jù)可用頻譜的分析結(jié)果，為有通信需求的認(rèn)知用戶分配適合的頻段?，F(xiàn)有的經(jīng)典頻譜分配算法還有基于圖論著色模型的，但這種方法將干擾建立為簡單的二元對立模型，并不符合認(rèn)知無線電的實際情況，且算法執(zhí)行過程復(fù)雜?；诟們r拍賣的頻譜分配方式一直是頻譜分配的熱點，頻譜拍賣設(shè)計注重激勵機制的高效，其優(yōu)點是認(rèn)知用戶的公平行能得以保證，但是模型復(fù)雜。模糊邏輯能夠模擬人的思維方式，不需要精確解析模型，它能適應(yīng)無線通信網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)條件和復(fù)雜性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)頻譜分配方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種基于模糊邏輯和通信優(yōu)先級的頻譜分配方法，該頻譜分配方法包括以下步驟：A.在認(rèn)知無線電系統(tǒng)中，采用集中式的頻譜分配方式；B.對每個認(rèn)知用戶根據(jù)其與認(rèn)知用戶基站的距離進(jìn)行通信優(yōu)先級劃分；C.若步驟B中的認(rèn)知用戶的通信優(yōu)先級大于可接入頻譜的通信優(yōu)先級門限值，則每個認(rèn)知用戶通過三輸入的模糊邏輯系統(tǒng)進(jìn)行模糊邏輯運算，得到該認(rèn)知用戶的頻譜接入概率；D.通過認(rèn)知用戶的通信優(yōu)先級與其頻譜接入概率計算基站收益M為：M=P·Q，其中P為認(rèn)知用戶的頻譜接入概率，Q為需使用該空閑頻譜的認(rèn)知用戶通信優(yōu)先級；E.基站將該頻譜分配給使基站收益最大的認(rèn)知用戶。所述認(rèn)知用戶通信優(yōu)先級為該認(rèn)知用戶與認(rèn)知用戶基站距離的倒數(shù)。所述步驟C中的三輸入的模糊邏輯系統(tǒng)的具體步驟為：設(shè)三輸入的模糊邏輯系統(tǒng)的三個輸入值為認(rèn)知用戶頻譜利用率、認(rèn)知用戶移動速度、認(rèn)知用戶發(fā)射機與主用戶接收機之間的距離，三輸入的模糊邏輯系統(tǒng)經(jīng)過模糊化、模糊推理、解模糊化的過程，計算出認(rèn)知用戶的頻譜接入概率值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的基于模糊邏輯和通信優(yōu)先級的頻譜分配方法，在認(rèn)知無線電系統(tǒng)中，采用集中式的頻譜分配方式，目標(biāo)是使基站收益最大化。先對每個認(rèn)知用戶根據(jù)其與認(rèn)知用戶基站的距離進(jìn)行通信優(yōu)先級劃分，若認(rèn)知用戶的通信優(yōu)先級大于可接入頻譜的通信優(yōu)先級門限值，再利用每個認(rèn)知用戶的頻譜利用率、移動速度、認(rèn)知用戶發(fā)射機與主用戶接收機之間的距離進(jìn)行三輸入的模糊邏輯系統(tǒng)模糊邏輯運算，得到該認(rèn)知用戶的頻譜接入概率；通過認(rèn)知用戶的通信優(yōu)先級與其頻譜接入概率計算基站收益，基站將該頻譜分配給使基站收益最大的認(rèn)知用戶。基站收益越大，該認(rèn)知用戶越易得到頻譜。本發(fā)明計算過程簡單，在可用空閑頻譜數(shù)量少于認(rèn)知用戶數(shù)量的前提下，綜合考慮認(rèn)知用戶通信優(yōu)先級和頻譜接入概率，使基站收益最大。附圖說明圖1為本發(fā)明的一種基于模糊邏輯和通信優(yōu)先級的頻譜分配方法的原理示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。請參閱圖1所示的一種基于模糊邏輯和通信優(yōu)先級的頻譜分配方法，該動態(tài)頻譜分配方法包括以下步驟：1）在認(rèn)知無線電系統(tǒng)中，采用集中式的頻譜分配方式，目標(biāo)是使基站收益最大化。2）預(yù)先設(shè)置一個可接入待分配頻譜的通信優(yōu)先級門限為Qth,有N個認(rèn)知用戶競爭該空閑頻譜。定義需使用該空閑頻譜的認(rèn)知用戶通信優(yōu)先級Q為該認(rèn)知用戶與認(rèn)知用戶基站距離RBS的倒數(shù)。若Q<Qth，則基站拒絕該認(rèn)知用戶接入頻譜；若Q≥Qth,則進(jìn)行步驟3）。3）令三輸入的模糊邏輯系統(tǒng)的三個輸入值為認(rèn)知用戶頻譜利用率ηS、認(rèn)知用戶移動速度VSU、認(rèn)知用戶發(fā)射機與主用戶接收機之間的距離R，三輸入的模糊邏輯系統(tǒng)經(jīng)過模糊化、模糊推理、解模糊化的過程，計算出認(rèn)知用戶的頻譜接入概率值P。其中，認(rèn)知用戶頻譜利用率為認(rèn)知用戶需要使用的頻帶與總的可用頻帶之比。例如，設(shè)三個輸入值ηS、VSU、R屬于三種模糊程度的概率函數(shù)（隸屬函數(shù)）已知，則可判定輸入值ηS、VSU、R所屬的模糊程度；查詢?nèi)缦卤硭镜哪：?guī)則表，確定對應(yīng)的模糊規(guī)則序號，按相應(yīng)序號的規(guī)則并利用最大-最小方法進(jìn)行模糊推理，得到認(rèn)知用戶的頻譜接入概率的模糊程度集合；利用重心法將頻譜接入概率的模糊程度集合解模糊化，得該認(rèn)知用戶的頻譜接入概率值P。其中，隸屬函數(shù)的建立和模糊規(guī)則的確定，可根據(jù)通信系統(tǒng)實際測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計或?qū)＜医?jīng)驗獲得。4）計算基站收益M：M=P·Q基站將該頻譜分配給使基站收益最大的認(rèn)知用戶。規(guī)則編號ηS-模糊程度VSU-模糊程度R-模糊程度P-模糊程度1低低近非常低2低低中等低3低低遠(yuǎn)低4低中等近非常低5低中等中等低6低中等遠(yuǎn)中等7低高近非常低8低高中等低9低高遠(yuǎn)中等10中等低近非常低11中等低中等中等12中等低遠(yuǎn)高13中等中等近非常低14中等中等中等中等15中等中等遠(yuǎn)高16中等高近非常低17中等高中等低18中等高遠(yuǎn)高19高低近低20高低中等高21高低遠(yuǎn)非常高22高中等近中等23高中等中等高24高中等遠(yuǎn)非常高25高高近非常低26高高中等中等27高高遠(yuǎn)高本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明的目的，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。