一種認(rèn)知無線電中實現(xiàn)動態(tài)頻譜分配的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種認(rèn)知無線電中實現(xiàn)動態(tài)頻譜分配的方法，通過認(rèn)知無線電中檢測“空閑頻譜碎片”的技術(shù)，將一段頻譜段上的未被授權(quán)用戶占用的空閑碎片檢測出來，將離散的空閑頻譜碎片進行聚合形成NC-OFDM系統(tǒng)中離散的子信道，將這些NC-OFDM子信道放入頻譜池內(nèi)構(gòu)成資源，當(dāng)存在用戶的頻譜需求時，將頻譜池內(nèi)的信道資源分配給等待接入的用戶進行數(shù)據(jù)傳輸，通過這種方式提高頻譜利用率。本發(fā)明通過引入頻譜池系統(tǒng)和頻譜聚合技術(shù)，將檢測出來的零散的處于空閑的頻譜放入頻譜池中進行聚合，通過頻譜池系統(tǒng)進行分配，通過本方法，能達到提高頻譜利用率、減少認(rèn)知用戶的接入時間、減少認(rèn)知用戶因為授權(quán)用戶的出現(xiàn)而出現(xiàn)頻譜切換的次數(shù)。
【專利說明】 一種認(rèn)知無線電中實現(xiàn)動態(tài)頻譜分配的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線電【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種認(rèn)知無線電中實現(xiàn)動態(tài)頻譜分配的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]頻譜作為一種不可再生的、有限的、寶貴的資源，通常使用單位都是由政府授權(quán)。授權(quán)頻段一經(jīng)分配給某一使用單位，其他未授權(quán)用戶則不得占用該授權(quán)頻譜段進行數(shù)據(jù)傳輸。顯而易見，當(dāng)授權(quán)用戶不使用授權(quán)頻段的時候，頻譜將處于閑置狀態(tài)。隨著諸如移動通信、衛(wèi)星通信等無線業(yè)務(wù)的發(fā)展，對無線頻譜的需求持續(xù)增長，但是當(dāng)授權(quán)用戶不出現(xiàn)在授權(quán)頻段上時，非授權(quán)用戶卻不能接入授權(quán)頻段，這導(dǎo)致了大量的頻譜閑置與浪費。為了解決這種矛盾，認(rèn)知無線電技術(shù)應(yīng)運而生。認(rèn)知無線電技術(shù)是為了解決當(dāng)下無線通信領(lǐng)域頻譜資源緊張而出現(xiàn)的通信新技術(shù)。認(rèn)知無線電技術(shù)能在不妨礙授權(quán)用戶通信的前提之下，將空閑的授權(quán)頻譜分配給認(rèn)知用戶使用，通過一種“機會接入”的方式使得非授權(quán)用戶也可以使用授權(quán)頻段，在認(rèn)知用戶使用的過程中如果有授權(quán)用戶重新回歸到授權(quán)頻譜，這大大的提高了頻譜的利用率。
[0003]頻譜聚合技術(shù)是近年來無線電領(lǐng)域新興的一項技術(shù)，其核心思想是將較小的、不連續(xù)的頻譜碎片進行聚合，從而形成大帶寬的頻譜，然后分配給新的用戶使用。該技術(shù)可以實現(xiàn)高帶寬、高速率的數(shù)據(jù)傳輸。
[0004]正交頻分復(fù)用技術(shù)OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是米用將待傳輸數(shù)據(jù)流調(diào)制到多個子信道上面并行傳輸，從而實現(xiàn)大帶寬，高速率的數(shù)據(jù)傳輸。若將傳輸?shù)淖虞d波中不連續(xù)的、間斷的關(guān)掉一部分，便形成了 NC-OFDM(Non-contiguousOrthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)，即離散正交頻分技術(shù)。
[0005]頻譜池是指將處于不同的頻譜位置的空閑頻段的信道全部收集起來然后形成一個邏輯上的頻譜池，頻譜池里面的資源就是信道。頻譜池系統(tǒng)有一個控制中心，控制中心控制整個頻譜池的信息。認(rèn)知用戶通過頻譜感知將感知到的空閑的頻譜信息發(fā)送給控制中心，控制中心根據(jù)接收到的信息進行辨認(rèn)，將辨認(rèn)出來處于空閑的頻譜放入頻譜池中構(gòu)成頻譜池中的資源。當(dāng)存在用戶的接入請求時，控制中心可根據(jù)用戶的需求信息和頻譜池的資源信息進行相應(yīng)的頻譜分配。
[0006]將頻譜聚合技術(shù)一次能聚合的頻譜寬度定義為“跨度”。NC-OFDM中是使用不連續(xù)的子載波傳輸數(shù)據(jù)，且每個子載波的頻譜寬度是一致的，具體的子載波帶寬視具體情況而定，設(shè)一個子載波的帶寬為X Hz，那么在一個跨度內(nèi)空閑頻譜帶寬為空閑子載波的數(shù)量與子載波帶寬乘積的結(jié)果。同理，那么在一個跨度內(nèi)占用頻譜帶寬為占用子載波的數(shù)量與子載波帶寬乘積的結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種在離散正交頻分系統(tǒng)上進行的認(rèn)知無線電中實現(xiàn)動態(tài)頻譜分配的方法，將頻譜聚合技術(shù)和頻譜池系統(tǒng)應(yīng)用到認(rèn)知無線電中以達到提高頻譜利用率、減少認(rèn)知用戶的接入時間、減少認(rèn)知用戶因為授權(quán)用戶的出現(xiàn)而出現(xiàn)頻譜切換的次數(shù)的目的。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]一種認(rèn)知無線電中實現(xiàn)動態(tài)頻譜分配的方法，具體實施步驟如下:
[0010]第一步，將跨度的左邊界置于待聚合的無線電頻譜的左邊界，然后將等待接入的認(rèn)知用戶按需求的帶寬按從小到大排列，可得排列的關(guān)于認(rèn)知用戶需求的子載波個數(shù)集合B= {B1； B2, B3,…，Bk，Bk+1，…，BN}，其中N為等待接入的認(rèn)知用戶數(shù)，Bk為第k個認(rèn)知用戶所需求的子載波個數(shù)，且有Bk≤Bk+1，k= 1,2,3,…，N。
[0011]第二步，各等待接入的認(rèn)知用戶對跨度內(nèi)的頻譜進行協(xié)作頻譜檢測，并將檢測結(jié)果反饋給融合判決中心，通過頻譜檢測，假設(shè)經(jīng)檢測在一個跨度之內(nèi)有V+1個空閑頻段可
用于聚合給認(rèn)知用戶使用，用于聚合的空閑頻段集合為
【權(quán)利要求】
1.一種認(rèn)知無線電中實現(xiàn)動態(tài)頻譜分配的方法，其特征在于所述方法具體實施步驟如下: 第一步，將跨度的左邊界置于待聚合的無線電頻譜的左邊界，然后將等待接入的認(rèn)知用戶按需求的帶寬按從小到大排列，可得排列的關(guān)于認(rèn)知用戶需求的子載波個數(shù)集合B =(B1, B2, B3,…，Bk, Bk+1,…，BN}，其中N為等待接入的認(rèn)知用戶數(shù)，Bk為第k個認(rèn)知用戶所需求的子載波個數(shù)，且有Bk≤Bk+1，k= 1,2,3,…，N; 第二步，各等待接入的認(rèn)知用戶對跨度內(nèi)的頻譜進行協(xié)作頻譜檢測，并將檢測結(jié)果反饋給融合判決中心，通過頻譜檢測，假設(shè)經(jīng)檢測在一個跨度之內(nèi)有v+1個空閑頻段可用于聚合給認(rèn)知用戶使用，用于聚合的空閑頻段集合為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的認(rèn)知無線電中實現(xiàn)動態(tài)頻譜分配的方法，其特征在于所述η的大小由總的子載波個數(shù)與二級頻譜池的最佳系統(tǒng)容量的比值取整決定。
【文檔編號】H04W16/10GK103997739SQ201410257823
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】馬琳, 盛飛, 譚學(xué)治, 宋雙, 何晨光 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)