基於認知無線電技術的頻譜聚合資源分配方法
2023-06-09 08:56:36 1
基於認知無線電技術的頻譜聚合資源分配方法
【專利摘要】基於認知無線電技術的頻譜聚合資源分配方法，涉及頻譜聚合資源分配方法。是為了解決現有頻譜頻譜聚合算法在認知無線電技術條件下無法有效分配認知頻譜資源的問題。其方法是：一、通過頻譜感知算法獲取認知頻譜授權用戶的信息和等效吞吐量；二、選擇相應的認知頻譜作為頻譜聚合的成分載波，保證進行聚合的成分載波總吞吐量滿足頻譜聚合用戶的需求；三、對待傳輸的用戶數據進行優先級從大到小排序，保證用戶數據傳輸的公平性；四、按照用戶數據的優先級順序分兩種情況把用戶數據分配到相應的成分載波上。本發明適用於頻譜聚合資源分配。
【專利說明】基於認知無線電技術的頻譜聚合資源分配方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及頻譜聚合資源分配方法。
【背景技術】
[0002] 隨著語音、數據、圖像、視頻等多媒體業務對傳輸速率越來越高的要求，用戶對無 線傳輸帶寬的需求日益增長。在LTE-Advanced標準中，為了支持高達lOOMHz的無線帶寬， 引入了頻譜聚合技術W滿足其傳輸帶寬的要求。在LTE-Advanced系統具有足夠的連續或 者離散的帶寬的前提下，LTE-Advanced系統通過聚合連續的或者非連續的頻譜帶寬來滿足 LTE-Advanced系統最高lOOMHz無線帶寬的需求。目前，許多學者在LTE-Advanced系統中 對頻譜聚合技術進行了大量研究，並提出了多種LTE-Advanced系統中頻譜聚合資源分配 算法，如成分載波選擇和管理算法（隨機選擇算法、循環選擇算法和最小負載算法等）、資 源塊分配算法（比例公平算法、跨成分載波比例公平算法等），在LTE-Advanced系統中該些 算法在負載均衡、公平性等方面具有良好性能。
[0003] 然而，其它非LTE-Advanced系統（如無線集群通信系統等）同樣有高傳輸速率業 務的需求，但是沒有LTE-Advanced系統那麼足夠的無線頻譜帶寬W用來頻譜聚合。針對非 LTE-Advanced系統沒有足夠的無線頻譜帶寬W供頻譜聚合的問題，引入認知無線電技術， 來解決沒有足夠無線頻譜帶寬的問題。通過認知無線電技術，感知空閒的頻譜帶寬，W供進 行頻譜聚合，滿足用戶對無線頻譜帶寬的需求。由於採用認知無線電技術獲取的空閒頻譜 帶寬是認知佔用的，對其的佔用受授權用戶的影響，當授權用戶使用此認知頻段時，必須釋 放對此認知頻段的佔用，W免對授權用戶造成有害幹擾。
[0004] 從而，在LTE-Advanced系統中性能良好的頻譜聚合資源分配算法並不適合在採 用認知無線電技術的系統中使用，受授權用戶接入的影響，其性能將惡化，負載均衡和公平 性將無法保證，從而無法滿足採用認知無線電技術的非LTE-Advanced系統用戶頻譜聚合 的需求。
【發明內容】
[0005] 本發明是為了解決現有頻譜頻譜聚合算法在認知無線電技術條件下無法有效分 配認知頻譜資源的問題，從而提供一種基於認知無線電技術的頻譜聚合資源分配方法。
[0006] 基於認知無線電技術的頻譜聚合資源分配方法，它由W下步驟實現：
[0007] 步驟一、在待傳輸的用戶數據到達時，判斷是否已經選擇頻譜聚合的成分載波，如 果判斷結果為是，則執行步驟四；如果判斷結果為否，則執行步驟二；
[000引步驟二、通過頻譜感知算法獲取可用於頻譜聚合的認知空閒頻譜，獲得相應認知 空閒頻譜的授權用戶的到達率A i和服務率y 1，
[0009] 通過公式： 義
[0010] /?).,二 1--- A
[0011] 計算每個認知空閒頻譜的空閒率Pcu;
[0012] 並通過公式： 閨]Ci'ea=P〇'A
[0014] 計算等效吞吐量Ci,e。；
[0015] 式中：A i是第i個認知成分載波上授權用戶的到達率；y i是第i個認知成分載 波上授權用戶的服務率；。是第i個認知成分載波的吞吐量；
[0016] 步驟S、選擇用於頻譜聚合的成分載波；
[0017] 所述選擇的用於頻譜聚合的成分載波滿足：
[001 引
【權利要求】
1.基於認知無線電技術的頻譜聚合資源分配方法，其特徵是，它由以下步驟實現： 步驟一、在待傳輸的用戶數據到達時，判斷是否已經選擇頻譜聚合的成分載波，如果判 斷結果為是，則執行步驟四；如果判斷結果為否，則執行步驟二； 步驟二、通過頻譜感知算法獲取可用於頻譜聚合的認知空閒頻譜，獲得相應認知空閒 頻譜的授權用戶的到達率A,和服務率yi， 通過公式：
計算每個認知空閒頻譜的空閒率Pai; 並通過公式： C^Po.A計算等效吞吐量 式中：A,是第i個認知成分載波上授權用戶的到達率；y,是第i個認知成分載波上 授權用戶的服務率；Q是第i個認知成分載波的吞吐量； 步驟三、選擇用於頻譜聚合的成分載波； 所述選擇的用於頻譜聚合的成分載波滿足：
式中：N為認知成分載波的總數； 步驟四、按照公式：
對待傳輸的用戶數據按照優先級由大到小的順序進行排序； 式中：Ik是待傳輸的第k個用戶數據的傳輸優先級大小；Rk是待傳輸的第k個用戶數 據塊的大小，尾是第k個用戶已經在此聚合頻段傳輸的數據大小； 步驟五、按照用戶數據的優先級順序把用戶數據分配到相應的成分載波上，具體為： 當存在空閒的成分載波時，優先選擇等效吞吐量最大的成分載波i%
如果沒有空閒的成分載波，按照公式：
進行成分載波的分配； 步驟六、用戶數據在相應的成分載波的物理層進行傳輸，完成基於認知無線電技術的 頻譜聚合資源分配。
【文檔編號】H04W16/10GK104486766SQ201410828256
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月26日 優先權日:2014年12月26日
【發明者】馬琳, 洑雲海, 徐玉濱, 崔揚, 劉寧慶 申請人:哈爾濱工業大學