信道分配方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種信道分配方法及裝置。該信道分配方法包括：根據(jù)待分配信道的一個或多個次用戶的數(shù)據(jù)流對各個收益屬性的要求，獲取次用戶的數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的收益權(quán)重；對于每個次用戶，利用該次用戶的數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的收益權(quán)重對該次用戶的各個可選信道在各個收益屬性下的收益值進行加權(quán)，獲得該次用戶的各個可選信道的信道綜合收益值；針對每個次用戶，根據(jù)該次用戶的各個可選信道的信道綜合收益值以及各個可選信道分配給該次用戶時對相鄰次用戶的影響，計算該次用戶的標簽值；按照待分配信道的次用戶的標簽值進行排序，選擇最大標簽值對應的信道和次用戶，將選擇的信道分配給選擇的次用戶。通過本發(fā)明，使得資源的分配更加合理。
【專利說明】信道分配方法及裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領域，具體而言，涉及一種信道分配方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在相關技術(shù)中，在眾多的頻譜分配算法中，顏色敏感的圖著色算法(CSGC，ColorSensitive Graph Coloring)由于既兼顧了頻譜利用率和分配公平性,又考慮到不同信道間收益差異性，因而得到廣泛的應用。
[0003]在CSGC算法中，對認知無線電網(wǎng)絡進行一般性抽象得出圖論模型，定義雙向圖G= (V, L，E)，其中，V是頂點的集合，表示共享頻譜的次用戶；L是每個頂點的可用頻譜或顏色列表；E是頂點之間的無向邊的集合，表示任意兩個頂點之間的干擾。對于任意兩個頂點(兩個次用戶)U，V e V，如果同時使用信道m(xù)時兩個次用戶之間存在干擾，則U，V之間就有一條顏色為m的邊(也就是說兩個頂點不能著相同的顏色m)。頻譜的分配問題就轉(zhuǎn)化為使用顏色列表(可用信道)中的顏色為頂點(次用戶)著色，以最大化系統(tǒng)效益的問題。
[0004]如圖1a-圖1c所示，V1、V2、V3分別代表次用戶1、2、3，左、上、右三個虛線圓分別代表主用戶1、2、3。如圖1a所示，針對主用戶I的信號覆蓋范圍(如圖虛線圓所示)和正在使用信道C的情況，按照次用戶不可影響主用戶的正常通信的原則，給出次用戶允許的最大信號覆蓋范圍，并用斜紋填充圓表示；其中，次用戶I由于在主用戶I的信號覆蓋范圍內(nèi)，因此次用戶不能使用信道C，即次用戶I在信道C上允許的輻射距離為O。同理，在主用戶2和3的約束下，給出次用戶的信號覆蓋范圍如圖1b和圖1c所示，分別用點填充圓和網(wǎng)格填充圓表示。
[0005]假設認知網(wǎng)絡共有A?E五個可用信道，主用戶分別使用信道C、E、C。下面給出次用戶在信道A和E上的干擾情況。
[0006]信道A上無正在通信的主用戶，所有次用戶均可使用。信號輻射范圍僅受設備自身條件的制約。假設所有次用戶采用相同的設備，且最大輻射距離如圖2a所示。由此可見，次用戶I和3之間、2和3之間信號的最大覆蓋范圍有重合部分，因此不可同時使用信道C。用實線表示信道C的干擾情況，則％、V3之間，V2、V3之間均存在一條實線的邊。
[0007]對于信道E，如圖2b所示，結(jié)合圖1b可知，次用戶2不可使用信道E，而1、3的使用互不干擾，因此代表信道E上干擾的虛線邊不存在。
[0008]在相關技術(shù)中，CSGC算法引入了標簽值和色區(qū)分度的概念。其中，標簽值Iabeln是區(qū)分在不同的算法準則下次用戶著色優(yōu)先級的標記。色區(qū)分度Dn,m表示在信道m(xù)上與次用戶η有沖突的鄰節(jié)點(相鄰的認知用戶)數(shù)目，在圖中為頂AVn上信道m(xù)對應的有色邊的數(shù)目。引入色區(qū)分度的目的是用它來表征將信道m(xù)分配給次用戶η時對相鄰用戶的影響，是對頻譜分配算法中公平性的考量。
[0009]CSGC算法引入了“色區(qū)分度”的概念表征信道分配對周圍節(jié)點的影響，另一方面它采用“標簽值”的思想對次用戶進行資源的分級配置。運用CSGC法分配信道所得的平均收益在統(tǒng)計意義下優(yōu)于隨機分配方案。但是另一方面，這種優(yōu)越性只是以70%左右的概率出現(xiàn)。另外，在實際系統(tǒng)中，例如一個典型的語音會話一般要求較高的實時性，而文件傳輸則更加注重數(shù)據(jù)的傳輸速率和正確性保障，也就是說不同類型的數(shù)據(jù)流在實時性、穩(wěn)定性、連續(xù)性、優(yōu)先權(quán)等方面往往有不同的側(cè)重。CSGC算法對這些不同數(shù)據(jù)流采用相同的處理方法，并不能體現(xiàn)其中的差異性。
[0010]針對相關技術(shù)中采用CSGC算法進行頻譜分配時不能體現(xiàn)不同類型的數(shù)據(jù)流的差異性的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對相關技術(shù)中頻譜分配不能體現(xiàn)不同類型的數(shù)據(jù)流的差異性的問題，本發(fā)明提供了一種信道分配方法及裝置，以至少解決上述問題。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種信道分配方法，包括:根據(jù)待分配信道的一個或多個次用戶的數(shù)據(jù)流對各個收益屬性的要求，獲取所述次用戶的數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的收益權(quán)重；對于每個所述次用戶，利用該次用戶的數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的收益權(quán)重對該次用戶的各個可選信道在所述各個收益屬性下的收益值進行加權(quán)，獲得該次用戶的各個可選信道的信道綜合收益值；針對每個次用戶，根據(jù)該次用戶的各個可選信道的信道綜合收益值、以及所述各個可選信道分配給該次用戶時對相鄰次用戶的影響，計算該次用戶的標簽值；按照待分配信道的次用戶的標簽值進行排序，選擇最大標簽值對應的信道和次用戶，將選擇的所述信道分配給選擇的所述次用戶。
[0013]優(yōu)選地，根據(jù)次用戶的數(shù)據(jù)流對各個收益屬性的要求，確定次用戶的數(shù)據(jù)流的
各個收益屬性的收益權(quán)重，包括:獲取待分配信道的一個或多個次用戶的數(shù)據(jù)流的類型，
根據(jù)各種類型的數(shù)據(jù)流對各個收益屬性的要求，確定各種類型的所述數(shù)據(jù)流的各個收益 屬性的重要程度；對于每種類型的數(shù)據(jù)流Flow1，根據(jù)數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性的重
要程度，得到數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性的模糊互補判斷矩陣A=(ai, pNimUXNufflU，其中，
I e {1,2,...，NumL}，NumL為待分配信道的一個或多個次用戶的數(shù)據(jù)流的類型的總數(shù)，
i e {I, 2,, NumU}, j e {I, 2,..., NumU} ,NumU 為數(shù)據(jù)流 Flow1 的收益屬性的總數(shù)；按照
以下公式計算數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性Ui的收益權(quán)重Coi:
【權(quán)利要求】
1.一種信道分配方法，其特征在于，包括: 根據(jù)待分配信道的一個或多個次用戶的數(shù)據(jù)流對各個收益屬性的要求，獲取所述次用戶的數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的收益權(quán)重； 對于每個所述次用戶，利用該次用戶的數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的收益權(quán)重對該次用戶的各個可選信道在所述各個收益屬性下的收益值進行加權(quán)，獲得該次用戶的各個可選信道的信道綜合收益值； 針對每個次用戶，根據(jù)該次用戶的各個可選信道的信道綜合收益值、以及所述各個可選信道分配給該次用戶時對相鄰次用戶的影響，計算該次用戶的標簽值； 按照待分配信道的次用戶的標簽值進行排序，選擇最大標簽值對應的信道和次用戶，將選擇的所述信道分配給選擇的所述次用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)次用戶的數(shù)據(jù)流對各個收益屬性的要求，確定次用戶的數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的收益權(quán)重，包括: 獲取待分配信道的一個或多個次用戶的數(shù)據(jù)流的類型，根據(jù)各種類型的數(shù)據(jù)流對各個收益屬性的要求，確定各種類型的所述數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的重要程度； 對于每種類型的數(shù)據(jù)流Flow1,根據(jù)數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性的重要程度，得到數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性的模糊互補判斷矩陣A=(ai,pNumUXNumU，其中，I e {l，2，...，NumL}，NumL為待分配信道的一個或多個次用戶的數(shù)據(jù)流的類型的總數(shù)，i e {I, 2, , NumU}, j e {I, 2,..., NumU}, NumU 為數(shù)據(jù)流 Flow1 的收益屬性的總數(shù)； 按照以下公式計算數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性Ui的收益權(quán)重Coi:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性的重要程度，得到數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性的模糊互補判斷矩陣A=(ai,pNufflUXNimU，包括: 根據(jù)數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性的重要程度，采用0.1~0.9五標度標記法進行兩兩比較，得到數(shù)據(jù)流FlowJ^各個收益屬性的模糊互補判斷矩陣A=(ai, Pnmuxnubu，其中，j G {0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9}。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對于每個次用戶，利用該次用戶的數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的收益權(quán)重對該次用戶的各個可選信道在所述各個收益屬性下的收益值進行加權(quán)，獲得該次用戶的各個可選信道的信道綜合收益值，包括:對于該次用戶的數(shù)據(jù)流Flow, 獲取所述數(shù)據(jù)流Flow在各個可選信道Cni上的收益屬性Uj的收益值attrii,」，其中，i e {I, 2,, NumChanneI}, NumChannel為該次用戶的可選信道的總數(shù)，j e {1,2,..., NumU}，NumU為數(shù)據(jù)流Flow的收益屬性的總數(shù)； 對所述數(shù)據(jù)流Flow在各個可選信道Cni上的收益屬性Uj的收益值attriy進行規(guī)范化處理，得到所述數(shù)據(jù)流Flow的規(guī)范化的決策矩陣Attr=IattriJ | (attri；J>0)}NumChannel X NumlI ? 按照以下公式計算所述次用戶的數(shù)據(jù)流Flow在各個可選信道CniI的綜合收益值Vi，即計算次用戶的各個可選信道的信道綜合收益值:
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，在將選擇的所述信道分配給選擇的所述次用戶之后，所述方法還包括: 更新記載可選信道及需要分配信道的次用戶的拓撲圖，如果更新后的拓撲圖為空，則結(jié)束，否則，返回確定待分配信道的次用戶的數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的收益權(quán)重的步驟，繼續(xù)為未分配的次用戶分配信道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述收益屬性包括以下至少之一:傳輸信噪比、傳輸速率、傳輸時延、實時性、穩(wěn)定性、連續(xù)性和優(yōu)先權(quán)。
7.一種信道分配裝置，其特征在于，包括: 第一獲取模塊，用于根據(jù)待分配信道的一個或多個次用戶的數(shù)據(jù)流對各個收益屬性的要求，獲取所述次用戶的數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的收益權(quán)重； 第二獲取模塊，用于對于每個所述次用戶，利用該次用戶的數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的收益權(quán)重對該次用戶的各個可選信道在所述各個收益屬性下的收益值進行加權(quán)，獲得該次用戶的各個可選信道的信道綜合收益值； 計算模塊，用于針對每個次用戶，根據(jù)該次用戶的各個可選信道的信道綜合收益值、以及所述各個可選信道分配給該次用戶時對相鄰次用戶的影響，計算該次用戶的標簽值； 分配模塊，用于按照待分配信道的次用戶的標簽值進行排序，選擇最大標簽值對應的信道和次用戶，將選擇的所述信道分配給選擇的所述次用戶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取模塊包括: 確定單元，用于獲取待分配信道的一個或多個次用戶的數(shù)據(jù)流的類型，根據(jù)各種類型的數(shù)據(jù)流對各個收益屬性的要求，確定各種類型的所述數(shù)據(jù)流的各個收益屬性的重要程度；第一獲取單元，用于對于每種類型的數(shù)據(jù)流Flow1，根據(jù)數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性的重要程度，得到數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性的模糊互補判斷矩陣A= P NumUXNumU，其中，I e {1,2,...，NumL}，NumL為待分配信道的一個或多個次用戶的數(shù)據(jù)流的類型的總數(shù)，i e {I, 2, , NumU}, j e {I, 2,..., NumU}, NumU 為數(shù)據(jù)流 Flow1 的收益屬性的總數(shù)；第一計算單元，用于按照以下公式計算數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性七的收益權(quán)重
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取單元采用0.1~0.9五標度標記法進行兩兩比較，得到數(shù)據(jù)流Flow1的各個收益屬性的模糊互補判斷矩陣Α=(\ΡNumlI X NumlI，
其中，{0.1,0.3,0.5,0.7,0.9} 0
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第二獲取模塊，包括: 第二獲取單元，用于對于每個所述次用戶的數(shù)據(jù)流Flow，獲取所述數(shù)據(jù)流Flow在各個可選信道Cni上的收益屬性U」的收益值attrii,」，其中，i e {1，2,...，NumChanneI},NumChannel為數(shù)據(jù)流Flow所屬用戶的可選信道的總數(shù)，j e {1，2,...，NumU}, NumU為數(shù)據(jù)流Flow的收益屬性的總數(shù)； 處理單元，用于對于每個所述次用戶的數(shù)據(jù)流Flow，獲取數(shù)據(jù)流Flow在各個可選信道Cni上的收益屬性Uj的收益值attriy進行規(guī)范化處理,得到所述數(shù)據(jù)流Flow的規(guī)范化的決策矩陣 Attr= {attr^j | (attr^」>0)} NumChannel X NumlI 第二計算單元，用于按照以下公式計算每個所述次用戶的數(shù)據(jù)流Flow在各個可選信道Cni上的信道綜合收益值v1:
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 更新模塊，用于在所述分配模塊分配所述信道之后，更新記載可選信道及需要分配信道的次用戶的拓撲圖； 判決模塊，用于判斷更新后的拓撲圖是否為空，如果不為空，則觸發(fā)所述第一獲取模塊。
【文檔編號】H04W72/04GK103634916SQ201210312179
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】苗婷, 李巖, 李瑞梅, 岳天恒, 劉勤 申請人:中興通訊股份有限公司