【技术实现步骤摘要】
异构网络融合场景下的联合式动态频谱分配方法
本专利技术涉及一种异构网络融合场景下的联合式动态频谱分配方法,通过对异构通信网络融合场景下的频谱资源进行联合优化分配,解决移动通信网络频谱资源紧缺问题。
技术介绍
目前,随着无线通信业务的持续增长,无线频谱资源变得很紧缺,导致新业务开展困难。现有的频谱管理体制是将频谱分配给注册的授权用户,无论授权用户使用与否,非授权用户均不能使用已经分配的频段。这种频谱分配机制的弊端是:在频谱资源紧缺的状态下,非授权用户不能利用授权用户的空闲频谱资源,造成频谱资源白白浪费。今后,在无线通信网络系统中,将既有技术完全成熟的第二代(2G)移动通信网络,又有以WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA为代表的第三代(3G)移动通信网络、4G网络,还有以IEEE802.11a/b/g、HiperLan/2、WiMAX为代表的宽带无线局域网/城域网(WLAN/WMAN),由于各个通信网络所采用的无线接入技术(radioaccesstechnology,RAT)不同导致了网络的管理架构和业务支撑均有所不同,从而构成了异构网络环境。在异构网络融合场景下,通信网络的宽带化、业务的多样化,将使无线频谱资源更加紧缺。动态频谱分配是解决频谱资源匮乏问题的有效途径,国内外学者对认知无线网络的动态频谱分配问题进行了较系统的研究,提出的方案有:基于图论的频谱分配方案、基于博弈论的频谱分配方案、基于拍卖竞价的频谱分配方案和基于强化学习理论的频谱分配方案。这些方案考虑的都是单一运营商同构网络环境中的动态频谱分配问题,没有涉及多运营商异构网络融合场景下的动态 ...
【技术保护点】
异构网络融合场景下的联合式动态频谱分配方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)使用统一的异构网络频谱资源特征描述和表达方法,将各个无线通信网络的频谱资源汇集为一个矢量频谱资源库;(2)对矢量频谱资源库,按照“先优化网间频谱分配,在优化网间频谱分配后,再对网内频谱进行二次优化”的频谱分配优化策略,建立联合式动态频谱分配通用模型;(3)使用人工智能方法求解联合式动态频谱分配通用模型,获得最优的联合式动态频谱分配方案;(4)在仿真环境下,对求出的联合式动态频谱分配方案进行验证、评估,获取评估数据,修正联合式动态频谱分配通用模型的相关参数,获得联合式动态频谱分配优选模型;(5)求解联合式动态频谱分配优选模型,获得最终的联合式动态频谱分配方案。
【技术特征摘要】
1.异构网络融合场景下的联合式动态频谱分配方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)使用统一的异构网络频谱资源特征描述和表达方法,将各个无线通信网络的频谱资源汇集为一个矢量频谱资源库;(2)对矢量频谱资源库,按照“先优化网间频谱分配,在优化网间频谱分配后,再对网内频谱进行二次优化”的频谱分配优化策略,建立联合式动态频谱分配通用模型;“先优化网间频谱分配,在优化网间频谱分配后,再对网内频谱进行二次优化”的频谱分配优化策略,具体包括如下步骤:(2a)设整个异构网络系统的总频谱资源为A,在该异构网络中存在m个无线通信网络,第j个无线通信网络按照通信政策获得比例为wj的授权频谱资源为Rj,即:(2b)设在时间周期θ内,每个无线通信网络所获得的授权频谱资源是恒定的,在该时间周期θ内,授权频谱资源分配的函数记为f(A),频谱资源在每个无线通信网络中的分配情况为:f(A)=<w1,w2,...,wj,...,wm>;(2c)在该时间周期θ用尽前,检测各个无线通信网络的频谱利用率,进行网间动态频谱分配:对频谱利用率低于设定阈值Φ1的无线通信网络,回收其获得的授权频谱资源的一部分,将回收的频谱资源重新分配给频谱利用率高于设定值Φ2的无线通信网络;网间动态频谱分配的分配原则为:仅在相邻无线通信网络间进行频谱的重新分配,即:若第i个无线通信网络的频谱利用率低于设定阈值Φ1,第i+1个无线通信网络的频谱利用率高于设定阈值Φ2,则把第i个无线通信网络的频谱资源wi·(1-Φ1)分配给无线通信网络i+1;将网间频谱资源重新分配的函数记为g(f(A)),获得的下一个时间周期θ的频谱资源在每个无线通信网络中的分配情况为:g(f(A))=<g(w1),g(w2),...,g(wj),...,g(wm)>;其中,Φ2≥Φ1;(2d)在时间周期θ内的一个小的时间周期T内,T<<θ,利用认知无线电技术动态感知每个频谱资源的利用情况;设第j个无线通信网络的频谱资源Rj的各个信道在t时段内的信道状态描述记为t<<T,n为频谱资源Rj的信道个数;某主用户拥有的空闲频谱段为1<s≤v<n,此时该频谱段的信道状态描述记为在当前时间周期T用尽前,某次用户通过网内动态频谱分配机制获取该主用户的空闲频谱段的使用权,此时该频谱段的信道状态描述变换成网内频谱资源重新分配的函数记为(2e)综合步骤(2c)和步骤(2d)获得联合式动态频谱分配通用模型如下:g(f(A))=<g(w1),g(w2),...,g(wj),...,g(wm)>上述模型是一个与时间有关的双层优化模型,双层优化模型通过时间周期T和θ建立...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱思峰,柴争义,沈连丰,陈国强,王朝君,
申请(专利权)人:东南大学,周口师范学院,
类型:发明
国别省市:
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