專利名稱：一種基于認(rèn)知無線電通信盟的調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于認(rèn)知無線電通信盟的調(diào)度方法，屬于認(rèn)知無線電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會的不斷發(fā)展和科技的日新月異以及物聯(lián)網(wǎng)的飛速普及，無線頻譜資源卻越來越緊張。在這種背景下，認(rèn)知無線電(Cognitive Radio, CR)技術(shù)應(yīng)運而生，CR技術(shù)通過在時間和空間上充分利用空閑的頻譜資源，從而可以有效的緩解或解決上述頻譜資源緊張的情況。認(rèn)知無線電又被稱為智能無線電，它以靈活、智能、可重配置為顯著特征，通過感知外界環(huán)境，并使用人工智能技術(shù)從環(huán)境中學(xué)習(xí)，有目的地實時改變某些操作參數(shù)(比如傳輸功率、載波頻率和調(diào)制技術(shù)等)，使其內(nèi)部狀態(tài)適應(yīng)接收到的無線信號的統(tǒng)計變化，從而實現(xiàn)任何時間、任何地點的高可靠通信以及對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有限的無線頻譜資源進(jìn)行高效地利用。認(rèn)知無線電的核心思想就是通過頻譜感知(Spectrum Sensing)和系統(tǒng)的智能學(xué)習(xí)能力，實現(xiàn)動態(tài)頻譜分配(DSA dynamic spectrum allocation)和頻譜共享(Spectrum Sharing)。認(rèn)知無線電對無線電靈活的頻譜池提供一種機(jī)制，這種方法能擴(kuò)展通常應(yīng)用的可用帶寬。認(rèn)知無線電概念的出現(xiàn)推進(jìn)了智能無線電技術(shù)在個人移動通信領(lǐng)域的發(fā)展。為實現(xiàn)頻譜資源的有效利用，需要在主、次用戶之間或次用戶之間進(jìn)行可用頻譜調(diào)度，研究相應(yīng)的調(diào)度算法使得認(rèn)知用戶可以動態(tài)的選擇可用頻段和時槽，提高頻譜資源利用率。通過對主用戶的頻譜感知和時變衰落信道的估計，認(rèn)知用戶可以充分利用這種頻譜機(jī)會實現(xiàn)頻譜機(jī)會調(diào)度。調(diào)度利用時變的信道狀況和主用戶產(chǎn)生的時頻空穴，在給定時間內(nèi)調(diào)度具有最好信道狀況的用戶或用戶子集實現(xiàn)有效的傳輸，從而實現(xiàn)優(yōu)化的系統(tǒng)性能并滿足各種QoS限制(如公平性、最大速率性能的保證、最小時延等)。盡管機(jī)會調(diào)度機(jī)制在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的框架下已被廣泛研究，但由于主用戶的時變特性產(chǎn)生了時變的可用頻譜，不同于以往的蜂窩網(wǎng)，所以基于認(rèn)知無線電的頻譜機(jī)會調(diào)度成為新的研究熱點。目前，該領(lǐng)域研究集中在認(rèn)知無線電中心式可變速率鏈路調(diào)度問題，通過圖論模型、線性規(guī)劃和跨層方法實現(xiàn)了頻譜資源的公平有效調(diào)度。提出了兩種最優(yōu)化策略隨機(jī)化最優(yōu)頻譜調(diào)度和確定化最優(yōu)頻譜調(diào)度，來解決認(rèn)知無線Mesh網(wǎng)中的最優(yōu)化頻譜調(diào)度問題。 通過整數(shù)線性規(guī)劃研究了多跳無線網(wǎng)絡(luò)中認(rèn)知無線電MAC層調(diào)度問題，通過啟發(fā)式算法得到最優(yōu)調(diào)度。在認(rèn)知無線電多跳網(wǎng)絡(luò)中，通過混合整數(shù)非線性規(guī)劃(MINLP)研究了多跳節(jié)點之間的可用頻譜調(diào)度問題。提出了一種新的次最優(yōu)化方法解決了 MINLP問題，實現(xiàn)了多跳認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜資源的最優(yōu)分配和有效調(diào)度。在分布式環(huán)境下，認(rèn)知用戶感知主用戶的存在和相應(yīng)的空閑頻譜信道的增益，通過控制信道交換感知、干擾等信息，在每個時槽選擇最適合的用戶子集和信道進(jìn)行傳輸，公平、有效的利用可用頻譜資源。目前一種可行的功率分配方法是將測量到的主用戶接收機(jī)信號的本地信噪比(SNR，signal to Noise Ratio)近似為認(rèn)知用戶與主用戶間的距離，從而相應(yīng)地調(diào)整認(rèn)知用戶的發(fā)射功率。此外，Clemens等人提出了一種相對智能的功率分配策略，可將博弈論和遺傳算法相結(jié)合，即采用兩用戶重復(fù)博弈理論建模，借助遺傳算法來搜索策略空間。這些方法可實現(xiàn)在保證主用戶不受有害干擾的前提下“貪婪”地增加認(rèn)知用戶的發(fā)射功率。對于既存在合作又存在競爭的多址CR系統(tǒng)，為避免多用戶的沖突問題，分布式功率控制的研究更為重要。多址CR系統(tǒng)的發(fā)射功率受到給定的干擾溫度和可用頻譜空洞數(shù)量這兩種網(wǎng)絡(luò)資源的限制。到目前為止，一般主要應(yīng)用信息論和博弈論來解決其功率控制的難題。多用戶CR系統(tǒng)的功率控制問題首先可以看作是一個博弈論問題。若不考慮競爭現(xiàn)象，則可看作純合作博弈，這樣該問題就簡化為一個最優(yōu)控制理論問題。但是，這種簡化沒有考慮到各種影響決策因素之間的互動作用，限制了博弈論的應(yīng)用范圍。因此用博弈論方法研究的功率控制問題最終被歸結(jié)為一個非合作博弈，目前主流的方法是采用Markov對策進(jìn)行分析解決。實現(xiàn)功率控制的另一種方法是基于信息論的迭代注水法，分析表明迭代注水法更適用于多用戶環(huán)境。離散隨機(jī)逼近優(yōu)化(Stochastic Approximation, SA)簡稱SA算法。隨機(jī)逼近問題是求解未知函數(shù)極值的一類隨機(jī)優(yōu)化問題。它不同于傳統(tǒng)非線性規(guī)劃問題的地方在于目標(biāo)函數(shù)的不確定性和未知性，這也是隨機(jī)逼近問題的難點所在。隨機(jī)逼近問題的上述特點， 使得原有的傳統(tǒng)的優(yōu)化算法對于求解隨機(jī)逼近問題不再有效。正因如此，新的求解這類問題的算法的設(shè)計也就顯得尤為必要。我們把求解這類問題的算法統(tǒng)稱為隨機(jī)逼近算法。當(dāng)一個系統(tǒng)受到的隨機(jī)干擾不能忽略時，可稱它為隨機(jī)系統(tǒng)，這時系統(tǒng)的輸入和輸出數(shù)據(jù)都可能是隨機(jī)數(shù)據(jù)。從某些實際用途出發(fā)，如估計系統(tǒng)的某些參數(shù)，尋求系統(tǒng)的某種優(yōu)化值或?qū)ο到y(tǒng)作控制、預(yù)報等，都需要從不斷得到的輸入輸出數(shù)據(jù)構(gòu)造遞推算法。算法的一般形式為ek+1 = ek-ykf(0k, yk+1, ε k+1)其中，{ek}是被算法遞推更新的序列，是欲求值的逐次逼近，{yk}是對系統(tǒng)狀態(tài)或輸入輸出數(shù)據(jù)的在線觀察序列，{ ε J是隨機(jī)干擾序列，其值不能單獨觀測。f( ，·，…，·) 是上述變量信息的函數(shù)。雖然自變量￡1;的值未知，但€(91;，71^1，ek+1)的值可以得到，它為修正下一步的參數(shù)估計帶來新的信息，所以又稱它為算法的動態(tài)信息序列，而{yk}是算法的增益序列，又稱為步長因子。通常{Yk}滿足{Yk} >0，Σ Yk=-,Σ Yk2<^。只有當(dāng)欲求的參數(shù)有較強(qiáng)的時變特性時才有例外。隨機(jī)逼近算法就是滿足上式形式的一種具體算法，它在尋找函數(shù)極值問題中有非常重要的應(yīng)用，可以直接利用量測數(shù)據(jù)，建立逼近算法尋找函數(shù)極值。隨機(jī)逼近算法具有算法結(jié)構(gòu)簡單、不需要對系統(tǒng)模型有先驗知識和對量測噪聲有比較好的處理效果等優(yōu)點。設(shè)未知函數(shù)g(e) :RP — Rp，零點為0*，即8(0) =Oo若θ k是在k時刻對Θ* 的估計，在91;時8(·)的量測值為yk+1 = g(0k)+ek+1其中{ ε k}是量測誤差序列，它和g( ·)都是不可精確觀測的，g( ·)稱為回歸函數(shù)。如何利用已知的數(shù)據(jù)序列{9k}和{yk}，來構(gòu)造一種算法去逼近回歸函數(shù)的根Θ*，這就是隨機(jī)逼近問題。在隨機(jī)系統(tǒng)的估計、預(yù)報、控制和優(yōu)化中，問題常常歸結(jié)為隨機(jī)逼近。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對當(dāng)前固定頻譜分配帶來的頻譜資源緊缺的矛盾，提供一種基于認(rèn)知無線電通信盟的調(diào)度方法，采用離散隨機(jī)逼近優(yōu)化算法實現(xiàn)頻譜資源的分配，聯(lián)合注水算法進(jìn)行了認(rèn)知次用戶的功率分配，同時定義了通信聯(lián)盟盟內(nèi)和盟間的接入方式和通信協(xié)議。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案一種基于認(rèn)知無線電通信盟的調(diào)度方法，包括盟內(nèi)用戶通信調(diào)度方法、盟間用戶通信調(diào)度方法、頻譜調(diào)度方法、功率分配方法；I、盟內(nèi)用戶通信調(diào)度方法是采用盟內(nèi)通信協(xié)議使欲進(jìn)行通信的兩個盟內(nèi)認(rèn)知次用戶協(xié)商，具體方法包括無中繼請求的調(diào)度方法、有中繼請求的調(diào)度方法，其中I-A，無中繼請求的調(diào)度方法步驟如下①當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶所處的信道容量未飽和，則基站為欲進(jìn)行通信的兩個認(rèn)知次用戶分配通信時隙當(dāng)兩個認(rèn)知次用戶成功建立通信，則盟主更新通信盟列表并通過廣播幀廣播；當(dāng)兩個認(rèn)知次用戶無法建立通信，則執(zhí)行有中繼請求的調(diào)度方法；②當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶所處的信道容量已飽和，則由盟主向基站申請空閑頻點，然后由基站通知盟主為欲進(jìn)行通信的兩個認(rèn)知次用戶在空閑頻點分配通信時隙當(dāng)兩個認(rèn)知次用戶成功建立通信，則盟主、基站分別更新通信盟列表并通過廣播幀廣播；當(dāng)兩個認(rèn)知次用戶無法建立通信，則執(zhí)行有中繼請求的調(diào)度方法；③當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶不接受通信發(fā)起方的通信請求，則判斷兩個認(rèn)知次用戶通信失??；I-B，有中繼請求的調(diào)度方法步驟如下i，當(dāng)有其他認(rèn)知次用戶在廣播頻段收到欲進(jìn)行通信的兩個認(rèn)知次用戶的廣播幀， 該用戶在廣播頻點發(fā)通告告知所在盟的盟主；當(dāng)盟主收到多個認(rèn)知次用戶發(fā)來的信息，根據(jù)中繼選擇算法選擇最優(yōu)的認(rèn)知次用戶作為中繼節(jié)點，并通知該中繼節(jié)點；如果超時沒有收到該中繼節(jié)點的應(yīng)答信息，告知通信雙方無法通信；ii，當(dāng)盟主沒有收到其他認(rèn)知次用戶在廣播頻段的響應(yīng)，則盟主根據(jù)自身是否達(dá)到通信量門限值確定是否作為通信雙方的中繼節(jié)點當(dāng)結(jié)果為是，則選定某一時隙并通知通信雙方進(jìn)行通信；同時將新建立的通信鏈路加入通信盟列表中，在下一幀廣播幀廣播；當(dāng)結(jié)果為否，則告知通信雙方無法通信；II、盟間用戶通信調(diào)度方法分為采用盟間認(rèn)知次用戶中繼的多頻帶分時隙聯(lián)盟博弈方法、采用基站中繼的多頻帶分時隙聯(lián)盟博弈方法，具體如下II-A，采用盟間認(rèn)知次用戶中繼的多頻帶分時隙聯(lián)盟博弈方法，具體如下有通信請求的兩個認(rèn)知次用戶告知各自所在盟的盟主，然后由各自的盟主通知基站，基站通過中繼選擇算法獲取這兩個認(rèn)知次用戶的一個或者多個盟間認(rèn)知次用戶作為盟間中繼節(jié)點集a)當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶、盟間中繼節(jié)點所處的信道容量未飽和，則基站為欲進(jìn)行通信的兩個認(rèn)知次用戶分配通信時隙同時由通信雙方各自的盟主分配時隙，更新通信盟列表，并在廣播幀告知通信雙方及中繼節(jié)點；b)當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶所處的信道容量已飽和，不可以繼續(xù)接受通信請求，則判定通信雙方通信失?。籧)當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶所處的信道容量飽和，則基站為其在空閑頻點分配工作時隙，由盟主更新通信盟列表然后通過廣播幀廣播；d)如果中繼節(jié)點不可以繼續(xù)接受通信請求，則基站通過查詢通信盟管理列表查找中繼節(jié)點的替代中繼節(jié)點，更新通信盟列表然后通過廣播幀廣播；II-B，采用基站中繼的多頻帶分時隙聯(lián)盟博弈方法，具體如下當(dāng)基站通過排序所有能作為中繼的節(jié)點后發(fā)現(xiàn)自己作為中繼的通信效率最高時， 通知通信雙方，并通過協(xié)商確定與通信雙方的通信頻點和時隙；當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶所處的信道容量未飽和，由盟主為其分配時隙，并更新通信盟列表，同時在廣播幀告知通信雙方；當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶不接受通信請求，則判斷通信雙方呼叫失??；當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶所處的信道容量飽和，則基站為其在空閑頻點分配工作時隙，同時更新通信盟列表后通過廣播幀廣播；當(dāng)基站不可以繼續(xù)接受通信請求，則判斷通信雙方通信失?。划?dāng)通信雙方在通信過程中超過規(guī)定的門限時間，通信一方?jīng)]有收到來自另一方發(fā)送的數(shù)據(jù)或者相應(yīng)的響應(yīng)，通過嘗試重連后仍然失敗，則判定通信結(jié)束，通過廣播頻點向基站發(fā)送通信結(jié)束通知；III、頻譜調(diào)度方法是根據(jù)離散隨機(jī)逼近優(yōu)化算法進(jìn)行，具體過程如下a，初始化=Sm^1，隨機(jī)選擇傳輸模式I(m)并初始化^7OO，設(shè)定概率向量P，
根據(jù)隨機(jī)逼近算法，定義初始隨機(jī)選擇的頻譜的概率為1，在數(shù)值上反應(yīng)為=PeZw,即若 (X，Y)為Iw中元素為1的坐標(biāo)集合，表達(dá)式為(X，Y) = Fiw(I)；然后對集合(X，Y)在P 矩陣的相對應(yīng)的位置置1，即ρ[(χ，γ)] = 1 ；b，采樣和賦值給定I(m)，計算對應(yīng)的Φ(Π1，IW)，均勻的選擇另一個候選的廣)en/(m)，計算對應(yīng)的樹m,廣、;c，接受如果樹m，/(""))>於(m，/—1)，則設(shè)定<^廣)；否則設(shè)定。/⑷.d，采用自適應(yīng)濾波器用于更新動態(tài)信息序列通過ρ (m+1) = ρ (m) + μ [I (m+1) _p (m) ]，0 < μ <1 更新狀態(tài)占用概率；e，在當(dāng)前迭代更新最優(yōu)解的估計如果p(T (― (1)) >(1))，則設(shè)定
a (m+1), A(m+1)λ(πι)
/ =/(-1);否則設(shè)定7.f，設(shè) ^ + 1，返回步驟b，直至η到達(dá)給定迭代逼近次數(shù)或達(dá)到給定運算時間時， 算法結(jié)束；IV，功率分配步驟是采用注水算法進(jìn)行，具體步驟如下第一步，采用拉格朗日乘子法求解最大化系統(tǒng)的吞吐量
權(quán)利要求
1. 一種基于認(rèn)知無線電通信盟的調(diào)度方法，其特征在于包括盟內(nèi)用戶通信調(diào)度方法、盟間用戶通信調(diào)度方法、頻譜調(diào)度方法、功率分配方法；I、盟內(nèi)用戶通信調(diào)度方法是采用盟內(nèi)通信協(xié)議使欲進(jìn)行通信的兩個盟內(nèi)認(rèn)知次用戶協(xié)商，具體方法包括無中繼請求的調(diào)度方法、有中繼請求的調(diào)度方法，其中I-A，無中繼請求的調(diào)度方法步驟如下①當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶所處的信道容量未飽和，則基站為欲進(jìn)行通信的兩個認(rèn)知次用戶分配通信時隙當(dāng)兩個認(rèn)知次用戶成功建立通信，則盟主更新通信盟列表并通過廣播幀廣播；當(dāng)兩個認(rèn)知次用戶無法建立通信，則執(zhí)行有中繼請求的調(diào)度方法；②當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶所處的信道容量已飽和，則由盟主向基站申請空閑頻點，然后由基站通知盟主為欲進(jìn)行通信的兩個認(rèn)知次用戶在空閑頻點分配通信時隙當(dāng)兩個認(rèn)知次用戶成功建立通信，則盟主、基站分別更新通信盟列表并通過廣播幀廣播；當(dāng)兩個認(rèn)知次用戶無法建立通信，則執(zhí)行有中繼請求的調(diào)度方法；③當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶不接受通信發(fā)起方的通信請求，則判斷兩個認(rèn)知次用戶通信失敗；I-B，有中繼請求的調(diào)度方法步驟如下i，當(dāng)有其他認(rèn)知次用戶在廣播頻段收到欲進(jìn)行通信的兩個認(rèn)知次用戶的廣播幀，該用戶在廣播頻點發(fā)通告告知所在盟的盟主；當(dāng)盟主收到多個認(rèn)知次用戶發(fā)來的信息，根據(jù)中繼選擇算法選擇最優(yōu)的認(rèn)知次用戶作為中繼節(jié)點，并通知該中繼節(jié)點；如果超時沒有收到該中繼節(jié)點的應(yīng)答信息，告知通信雙方無法通信；ii，當(dāng)盟主沒有收到其他認(rèn)知次用戶在廣播頻段的響應(yīng)，則盟主根據(jù)自身是否達(dá)到通信量門限值確定是否作為通信雙方的中繼節(jié)點當(dāng)結(jié)果為是，則選定某一時隙并通知通信雙方進(jìn)行通信；同時將新建立的通信鏈路加入通信盟列表中，在下一幀廣播幀廣播；當(dāng)結(jié)果為否，則告知通信雙方無法通信；II、盟間用戶通信調(diào)度方法分為采用盟間認(rèn)知次用戶中繼的多頻帶分時隙聯(lián)盟博弈方法、采用基站中繼的多頻帶分時隙聯(lián)盟博弈方法，具體如下II-A，采用盟間認(rèn)知次用戶中繼的多頻帶分時隙聯(lián)盟博弈方法，具體如下有通信請求的兩個認(rèn)知次用戶告知各自所在盟的盟主，然后由各自的盟主通知基站， 基站通過中繼選擇算法獲取這兩個認(rèn)知次用戶的一個或者多個盟間認(rèn)知次用戶作為盟間中繼節(jié)點集a)當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶、盟間中繼節(jié)點所處的信道容量未飽和，則基站為欲進(jìn)行通信的兩個認(rèn)知次用戶分配通信時隙同時由通信雙方各自的盟主分配時隙，更新通信盟列表，并在廣播幀告知通信雙方及中繼節(jié)點；b)當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶所處的信道容量已飽和，不能繼續(xù)接受通信請求，則判定通信雙方通信失敗；c)當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶所處的信道容量飽和，則基站為其在空閑頻點分配工作時隙，由盟主更新通信盟列表然后通過廣播幀廣播；d)當(dāng)中繼節(jié)點不能繼續(xù)接受通信請求，則基站通過查詢通信盟管理列表查找中繼節(jié)點的替代中繼節(jié)點，更新通信盟列表然后通過廣播幀廣播；II-B，采用基站中繼的多頻帶分時隙聯(lián)盟博弈方法，具體如下 當(dāng)基站通過排序所有能作為中繼的節(jié)點后發(fā)現(xiàn)自己作為中繼的通信效率最高時，通知通信雙方，并通過協(xié)商確定與通信雙方的通信頻點和時隙；當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶所處的信道容量未飽和，由盟主為其分配時隙，并更新通信盟列表，同時在廣播幀告知通信雙方；當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶不接受通信請求，則判斷通信雙方呼叫失敗； 當(dāng)接受通信請求的認(rèn)知次用戶所處的信道容量飽和，則基站為其在空閑頻點分配工作時隙，同時更新通信盟列表后通過廣播幀廣播；當(dāng)基站不能繼續(xù)接受通信請求，則判斷通信雙方通信失?。划?dāng)通信雙方在通信過程中超過規(guī)定的門限時間，通信一方?jīng)]有收到來自另一方發(fā)送的數(shù)據(jù)或者相應(yīng)的響應(yīng)，通過嘗試重連后仍然失敗，則判定通信結(jié)束，通過廣播頻點向基站發(fā)送通信結(jié)束通知；III、頻譜調(diào)度方法是根據(jù)離散隨機(jī)逼近優(yōu)化算法進(jìn)行，具體過程如下a，初始化設(shè)J11^1，隨機(jī)選擇傳輸模式Iw并初始化；^。/W，設(shè)定概率向量P，根據(jù)隨機(jī)逼近算法，定義初始隨機(jī)選擇的頻譜的概率為1，在數(shù)值上反應(yīng)為PeZwJP 若 (X，Y)為Iw中元素為1的坐標(biāo)集合，表達(dá)式為(X，Y) = Fiw(I)；然后對集合(X，Y)在P 矩陣的相對應(yīng)的位置置1，即ρ[(χ，γ)] = 1 ；b，采樣和賦值給定I(m)，計算對應(yīng)的Φ (m, Iw)，均勻的選擇另一個候選的廣)en/—)，計算對應(yīng)的樹m,廣));c，接受如果樹m,/w)>樹m,/(m))，則設(shè)定嚴(yán)、C)；否則設(shè)定/—+υ -/⑷； d，采用自適應(yīng)濾波器用于更新動態(tài)信息序列通過 P(m+1) = p(m) + y [l(m+l)-p(m)],0 < μ < 1 更新狀態(tài)占用概率；e，在當(dāng)前迭代更新最優(yōu)解的估計如果ρ(Τ (― (1)) >(1))，則設(shè)定A(m+1)>rL , A(m+1)Λ(πι)/ ^/(-υ;否則設(shè)定7.f，設(shè)《<^ + 1，返回步驟b，直至η到達(dá)給定迭代逼近次數(shù)或達(dá)到給定運算時間時，算法結(jié)束，η為整數(shù)；IV，功率分配步驟是采用注水算法進(jìn)行，具體步驟如下 第一步，采用拉格朗日乘子法求解最大化系統(tǒng)的吞吐量
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于認(rèn)知無線電通信盟的調(diào)度方法，其特征在于所述中繼選擇算法如下A、將通信發(fā)起方接收中繼節(jié)點的RSSI、通信接受方接收中繼節(jié)點的RSSI以及中繼節(jié)點的流量分別加權(quán)作為系數(shù)K=·α·■ Α+ β·Ra+β= ■皿’腿入〉腿·’腿一腿·)OKMmn^Me KMmn)其中α，β，y為加權(quán)的權(quán)值，R為中繼節(jié)點的速率，Rmax代表中繼節(jié)點的最大速率，]^7_代表系統(tǒng)接收信號強(qiáng)度指示均值的最小值，i XS7A代表代表通信發(fā)起方接收中繼節(jié)點的信號強(qiáng)度檢測均值，代表通信接受方接收中繼節(jié)點的信號強(qiáng)度檢測均值，互代表中繼節(jié)點的速率均值，當(dāng)中繼節(jié)點的流量超過最大值，則置系數(shù)W。為O ；B、判斷系數(shù)W。，取在門限范圍內(nèi)系數(shù)W。值最大的認(rèn)知次用戶作為中繼節(jié)點，當(dāng)系數(shù)W。 為0，則表明該認(rèn)知次用戶不能作為中繼節(jié)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于認(rèn)知無線電通信盟的調(diào)度方法，其特征在于還包括入盟方法、退盟方法、盟主更新方法，具體為入盟方法對于包含聯(lián)盟或者個體用戶集合(S1, S2, S3-入盟的用戶sk+1，當(dāng)滿足下列條件時，允許用戶sk+1入盟'Sk)的通信盟υ)=Λ，有欲BSi^S ,RSSIi > RSShk+1ΣΗ W(職)產(chǎn)1V(U-^7) < V(Ut1^7)
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于認(rèn)知無線電通信盟的調(diào)度方法，其特征在于還包括通信盟的定時更新通告驗證步驟，具體為系統(tǒng)開始運行前，由基站與各通信盟盟主協(xié)商定時更新機(jī)制，所述定時更新機(jī)制包括定時更新時間周期、更新內(nèi)容和更新幀格式；當(dāng)定時更新機(jī)制協(xié)商好后，由各通信盟中的盟主按照定時更新機(jī)制定時發(fā)送更新報生 1=1 當(dāng)基站收到通信盟盟主的定時更新報告后，對通信盟列表進(jìn)行維護(hù)； 當(dāng)某一通信盟盟主在門限時間內(nèi)沒有發(fā)送定時更新報告，則由基站撤銷該通信盟，同時更新通信盟列表、置更新標(biāo)志位，并刪除基站中該通信盟的用戶信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于認(rèn)知無線電通信盟的調(diào)度方法，屬于認(rèn)知無線電技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將最大化系統(tǒng)的吞吐量作為通信盟模型的求解目標(biāo)；通過基于離散隨機(jī)逼近的通信盟頻譜調(diào)度算法并聯(lián)合注水算法共同求解該通信盟模型，并且定義了通信盟盟內(nèi)和盟間的接入方式和通信協(xié)議，規(guī)范了入盟、退盟、盟主更新原則，達(dá)到通信盟的頻譜調(diào)度。本發(fā)明實現(xiàn)頻譜資源的公平高效利用，實現(xiàn)資源分配的帕累托最優(yōu)，提升認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)通信性能，最大限度的提高系統(tǒng)吞吐量，并明顯地提高頻譜利用率。
文檔編號H04W72/04GK102438313SQ20111026105
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者崔龍, 楊震, 田峰 申請人:南京郵電大學(xué)