信道分配方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种信道分配方法及装置。该信道分配方法包括：根据待分配信道的一个或多个次用户的数据流对各个收益属性的要求，获取次用户的数据流的各个收益属性的收益权重；对于每个次用户，利用该次用户的数据流的各个收益属性的收益权重对该次用户的各个可选信道在各个收益属性下的收益值进行加权，获得该次用户的各个可选信道的信道综合收益值；针对每个次用户，根据该次用户的各个可选信道的信道综合收益值以及各个可选信道分配给该次用户时对相邻次用户的影响，计算该次用户的标签值；按照待分配信道的次用户的标签值进行排序，选择最大标签值对应的信道和次用户，将选择的信道分配给选择的次用户。通过本发明，使得资源的分配更加合理。
【专利说明】信道分配方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种信道分配方法及装置。
【背景技术】
[0002]在相关技术中，在众多的频谱分配算法中，颜色敏感的图着色算法(CSGC，ColorSensitive Graph Coloring)由于既兼顾了频谱利用率和分配公平性,又考虑到不同信道间收益差异性，因而得到广泛的应用。
[0003]在CSGC算法中，对认知无线电网络进行一般性抽象得出图论模型，定义双向图G= (V, L，E)，其中，V是顶点的集合，表示共享频谱的次用户；L是每个顶点的可用频谱或颜色列表；E是顶点之间的无向边的集合，表示任意两个顶点之间的干扰。对于任意两个顶点(两个次用户)U，V e V，如果同时使用信道m时两个次用户之间存在干扰，则U，V之间就有一条颜色为m的边(也就是说两个顶点不能着相同的颜色m)。频谱的分配问题就转化为使用颜色列表(可用信道)中的颜色为顶点(次用户)着色，以最大化系统效益的问题。
[0004]如图1a-图1c所示，V1、V2、V3分别代表次用户1、2、3，左、上、右三个虚线圆分别代表主用户1、2、3。如图1a所示，针对主用户I的信号覆盖范围(如图虚线圆所示)和正在使用信道C的情况，按照次用户不可影响主用户的正常通信的原则，给出次用户允许的最大信号覆盖范围，并用斜纹填充圆表示；其中，次用户I由于在主用户I的信号覆盖范围内，因此次用户不能使用信道C，即次用户I在信道C上允许的辐射距离为O。同理，在主用户2和3的约束下，给出次用户的信号覆盖范围如图1b和图1c所示，分别用点填充圆和网格填充圆表示。
[0005]假设认知网络共有A?E五个可用信道，主用户分别使用信道C、E、C。下面给出次用户在信道A和E上的干扰情况。
[0006]信道A上无正在通信的主用户，所有次用户均可使用。信号辐射范围仅受设备自身条件的制约。假设所有次用户采用相同的设备，且最大辐射距离如图2a所示。由此可见，次用户I和3之间、2和3之间信号的最大覆盖范围有重合部分，因此不可同时使用信道C。用实线表示信道C的干扰情况，则％、V3之间，V2、V3之间均存在一条实线的边。
[0007]对于信道E，如图2b所示，结合图1b可知，次用户2不可使用信道E，而1、3的使用互不干扰，因此代表信道E上干扰的虚线边不存在。
[0008]在相关技术中，CSGC算法引入了标签值和色区分度的概念。其中，标签值Iabeln是区分在不同的算法准则下次用户着色优先级的标记。色区分度Dn,m表示在信道m上与次用户η有冲突的邻节点(相邻的认知用户)数目，在图中为顶AVn上信道m对应的有色边的数目。引入色区分度的目的是用它来表征将信道m分配给次用户η时对相邻用户的影响，是对频谱分配算法中公平性的考量。
[0009]CSGC算法引入了“色区分度”的概念表征信道分配对周围节点的影响，另一方面它采用“标签值”的思想对次用户进行资源的分级配置。运用CSGC法分配信道所得的平均收益在统计意义下优于随机分配方案。但是另一方面，这种优越性只是以70%左右的概率出现。另外，在实际系统中，例如一个典型的语音会话一般要求较高的实时性，而文件传输则更加注重数据的传输速率和正确性保障，也就是说不同类型的数据流在实时性、稳定性、连续性、优先权等方面往往有不同的侧重。CSGC算法对这些不同数据流采用相同的处理方法，并不能体现其中的差异性。
[0010]针对相关技术中采用CSGC算法进行频谱分配时不能体现不同类型的数据流的差异性的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0011]针对相关技术中频谱分配不能体现不同类型的数据流的差异性的问题，本发明提供了一种信道分配方法及装置，以至少解决上述问题。
[0012]根据本发明的一个方面，提供了一种信道分配方法，包括:根据待分配信道的一个或多个次用户的数据流对各个收益属性的要求，获取所述次用户的数据流的各个收益属性的收益权重；对于每个所述次用户，利用该次用户的数据流的各个收益属性的收益权重对该次用户的各个可选信道在所述各个收益属性下的收益值进行加权，获得该次用户的各个可选信道的信道综合收益值；针对每个次用户，根据该次用户的各个可选信道的信道综合收益值、以及所述各个可选信道分配给该次用户时对相邻次用户的影响，计算该次用户的标签值；按照待分配信道的次用户的标签值进行排序，选择最大标签值对应的信道和次用户，将选择的所述信道分配给选择的所述次用户。
[0013]优选地，根据次用户的数据流对各个收益属性的要求，确定次用户的数据流的
各个收益属性的收益权重，包括:获取待分配信道的一个或多个次用户的数据流的类型，
根据各种类型的数据流对各个收益属性的要求，确定各种类型的所述数据流的各个收益 属性的重要程度；对于每种类型的数据流Flow1，根据数据流Flow1的各个收益属性的重
要程度，得到数据流Flow1的各个收益属性的模糊互补判断矩阵A=(ai, pNimUXNufflU，其中，
I e {1,2,...，NumL}，NumL为待分配信道的一个或多个次用户的数据流的类型的总数，
i e {I, 2,, NumU}, j e {I, 2,..., NumU} ,NumU 为数据流 Flow1 的收益属性的总数；按照
以下公式计算数据流Flow1的各个收益属性Ui的收益权重Coi:
【权利要求】
1.一种信道分配方法，其特征在于，包括: 根据待分配信道的一个或多个次用户的数据流对各个收益属性的要求，获取所述次用户的数据流的各个收益属性的收益权重； 对于每个所述次用户，利用该次用户的数据流的各个收益属性的收益权重对该次用户的各个可选信道在所述各个收益属性下的收益值进行加权，获得该次用户的各个可选信道的信道综合收益值； 针对每个次用户，根据该次用户的各个可选信道的信道综合收益值、以及所述各个可选信道分配给该次用户时对相邻次用户的影响，计算该次用户的标签值； 按照待分配信道的次用户的标签值进行排序，选择最大标签值对应的信道和次用户，将选择的所述信道分配给选择的所述次用户。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据次用户的数据流对各个收益属性的要求，确定次用户的数据流的各个收益属性的收益权重，包括: 获取待分配信道的一个或多个次用户的数据流的类型，根据各种类型的数据流对各个收益属性的要求，确定各种类型的所述数据流的各个收益属性的重要程度； 对于每种类型的数据流Flow1,根据数据流Flow1的各个收益属性的重要程度，得到数据流Flow1的各个收益属性的模糊互补判断矩阵A=(ai,pNumUXNumU，其中，I e {l，2，...，NumL}，NumL为待分配信道的一个或多个次用户的数据流的类型的总数，i e {I, 2, , NumU}, j e {I, 2,..., NumU}, NumU 为数据流 Flow1 的收益属性的总数； 按照以下公式计算数据流Flow1的各个收益属性Ui的收益权重Coi:
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据数据流Flow1的各个收益属性的重要程度，得到数据流Flow1的各个收益属性的模糊互补判断矩阵A=(ai,pNufflUXNimU，包括: 根据数据流Flow1的各个收益属性的重要程度，采用0.1~0.9五标度标记法进行两两比较，得到数据流FlowJ^各个收益属性的模糊互补判断矩阵A=(ai, Pnmuxnubu，其中，j G {0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9}。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于每个次用户，利用该次用户的数据流的各个收益属性的收益权重对该次用户的各个可选信道在所述各个收益属性下的收益值进行加权，获得该次用户的各个可选信道的信道综合收益值，包括:对于该次用户的数据流Flow, 获取所述数据流Flow在各个可选信道Cni上的收益属性Uj的收益值attrii,」，其中，i e {I, 2,, NumChanneI}, NumChannel为该次用户的可选信道的总数，j e {1,2,..., NumU}，NumU为数据流Flow的收益属性的总数； 对所述数据流Flow在各个可选信道Cni上的收益属性Uj的收益值attriy进行规范化处理，得到所述数据流Flow的规范化的决策矩阵Attr=IattriJ | (attri；J>0)}NumChannel X NumlI ? 按照以下公式计算所述次用户的数据流Flow在各个可选信道CniI的综合收益值Vi，即计算次用户的各个可选信道的信道综合收益值:
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在将选择的所述信道分配给选择的所述次用户之后，所述方法还包括: 更新记载可选信道及需要分配信道的次用户的拓扑图，如果更新后的拓扑图为空，则结束，否则，返回确定待分配信道的次用户的数据流的各个收益属性的收益权重的步骤，继续为未分配的次用户分配信道。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述收益属性包括以下至少之一:传输信噪比、传输速率、传输时延、实时性、稳定性、连续性和优先权。
7.一种信道分配装置，其特征在于，包括: 第一获取模块，用于根据待分配信道的一个或多个次用户的数据流对各个收益属性的要求，获取所述次用户的数据流的各个收益属性的收益权重； 第二获取模块，用于对于每个所述次用户，利用该次用户的数据流的各个收益属性的收益权重对该次用户的各个可选信道在所述各个收益属性下的收益值进行加权，获得该次用户的各个可选信道的信道综合收益值； 计算模块，用于针对每个次用户，根据该次用户的各个可选信道的信道综合收益值、以及所述各个可选信道分配给该次用户时对相邻次用户的影响，计算该次用户的标签值； 分配模块，用于按照待分配信道的次用户的标签值进行排序，选择最大标签值对应的信道和次用户，将选择的所述信道分配给选择的所述次用户。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块包括: 确定单元，用于获取待分配信道的一个或多个次用户的数据流的类型，根据各种类型的数据流对各个收益属性的要求，确定各种类型的所述数据流的各个收益属性的重要程度；第一获取单元，用于对于每种类型的数据流Flow1，根据数据流Flow1的各个收益属性的重要程度，得到数据流Flow1的各个收益属性的模糊互补判断矩阵A= P NumUXNumU，其中，I e {1,2,...，NumL}，NumL为待分配信道的一个或多个次用户的数据流的类型的总数，i e {I, 2, , NumU}, j e {I, 2,..., NumU}, NumU 为数据流 Flow1 的收益属性的总数；第一计算单元，用于按照以下公式计算数据流Flow1的各个收益属性七的收益权重
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一获取单元采用0.1~0.9五标度标记法进行两两比较，得到数据流Flow1的各个收益属性的模糊互补判断矩阵Α=(\ΡNumlI X NumlI，
其中，{0.1,0.3,0.5,0.7,0.9} 0
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块，包括: 第二获取单元，用于对于每个所述次用户的数据流Flow，获取所述数据流Flow在各个可选信道Cni上的收益属性U」的收益值attrii,」，其中，i e {1，2,...，NumChanneI},NumChannel为数据流Flow所属用户的可选信道的总数，j e {1，2,...，NumU}, NumU为数据流Flow的收益属性的总数； 处理单元，用于对于每个所述次用户的数据流Flow，获取数据流Flow在各个可选信道Cni上的收益属性Uj的收益值attriy进行规范化处理,得到所述数据流Flow的规范化的决策矩阵 Attr= {attr^j | (attr^」>0)} NumChannel X NumlI 第二计算单元，用于按照以下公式计算每个所述次用户的数据流Flow在各个可选信道Cni上的信道综合收益值v1:
11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 更新模块，用于在所述分配模块分配所述信道之后，更新记载可选信道及需要分配信道的次用户的拓扑图； 判决模块，用于判断更新后的拓扑图是否为空，如果不为空，则触发所述第一获取模块。
【文档编号】H04W72/04GK103634916SQ201210312179
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月29日 优先权日:2012年8月29日
【发明者】苗婷, 李岩, 李瑞梅, 岳天恒, 刘勤 申请人:中兴通讯股份有限公司