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专利号: 2019101340357
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.认知异构无线电网络中频谱切换方法,其特征在于,包括以下步骤:

101、根据业务时延需求将次用户分为两个优先级:SU1和SU2,SU1为时延敏感类次用户,SU2为非时延敏感类次用户;当次用户有数据要发送时,首先判断次用户的优先级;

102、若次用户为SU1,利用可伸缩编码将数据解压为两层:基层和增强层,基层数据在非授权频带中传输,增强层数据在主用户网络中传输;若次用户为SU2,则将用户的全部数据在主用户网络中传输;

103、次用户为SU1时,采用数据分割因子优化策略在主用户网络和非授权频带并行传输;

104、在主用户网络中传输,当检测到主用户到达后,需进行自适应频谱切换,选择always-changing模式或always-staying模式,以选择切换时延较小的频带;若选择always-changing模式,则切换到其他空闲信道,若选择always-staying模式,则继续留在原来的信道。

2.根据权利要求1所述认知异构无线电网络中频谱切换方法,其特征在于:所述SU1要发送数据时,检测主用户网络和非授权频带的空闲信道,通过数据分割因子优化策略分别在主用户网络和非授权频带中并行传输比重为1-α和α的数据,α表示信息分割因子,也即SU1在非授权频带中传输信息的比重。

3.根据权利要求2所述认知异构无线电网络中频谱切换方法,其特征在于:所述α表示为: E[T1]为认知异构无线电网络中SU1的扩展数据传输时延,λp、λc分别表示主用户和固有用户的到达率。

4.根据权利要求3所述认知异构无线电网络中频谱切换方法,其特征在于:若选择always-changing模式,SUj被主用户中断后,切换到另一个信道,进入相应优先级队列的尾部,若信道空闲,等待时延为零;否则SUj必须等待信道上的PU、SU1以及原队列中同级次用户传输完成才继续通信,故always-changing模式的等待时延如公式为:其中, 为正在传输的用户在信道η上的平均剩余时间, 表示在信道η上 队列中主用户的数目, 和 分别为在信道η上 队列中t-(m,i)型次用户的数目和有效服务时间。

5.根据权利要求4所述认知异构无线电网络中频谱切换方法,其特征在于:若选择always-staying模式,SUj被主用户中断之后,选择待在当前信道,进入相应优先级队列的头部,在等待过程中令随时到达的主用户、在等待期间到达的队列中的PU、SU1优先传输,方能继续被暂停的服务;因此,always-staying模式的等待时延如下:其中, 为信道η上PU的信道占用率, 为信道η上t-(m,i)型次用户的到达率, 为信道η上t-(m,i)型次用户的有效服务时间,

其中 表示主用户的在信道η上的服务时长, 表示优先级为m的次用户

在信道η上的到达率, 表示主用户在信道η上的到达率, 表示优先级为m的次用户在信道η上的离开率,nmax表示可允许的最大切换次数。

6.根据权利要求4或5所述认知异构无线电网络中频谱切换方法,其特征在于:所述SU1在主用户网络和非授权频带中并行传输,在两个网络中的扩展数据传输时延分别为E[T_p1]和E[T_ism1],则SU1的整体扩展数据传输时延取决于二者中的较大值,即E[T1]=max{E[T_p1],E[T_ism1]}。

7.根据权利要求6所述认知异构无线电网络中频谱切换方法,其特征在于:

在主用户网络中,SU1会被主用户中断多次,令I为次用户传输期间被中断次数之和,Pm(I=i)为优先级为m的次用户被中断i次的概率,则SU1在主用户网络中的扩展数据传输时延为表示高优先级次用户在信道η上的服务时长, 表示高优先级次用户

被主用户中断i次的等待时延。

(或 )为t-(m,i)型(或t-(m,j)型)次用户被再次中断的概率,则次用户被主用户中断i次的概率Pm(I=i)为在非授权频带中,SU1的扩展数据传输时延表达式为

E[T_ism1]=αE[X1]+E[W1]

其中,E[W1]表示SU1的等待时延,E[X1]表示高优先级次用户的服务时长。

8.根据权利要求6所述认知异构无线电网络中频谱切换方法,其特征在于:SU2仅在主用户网络进行通信,其在主用户网络的扩展数据传输时延为E[T_p2],表达式为E[X2]表示低优先级次用户的服务时长,E[Delay2,i|I=i]表示低优先级次用户被主用户中断i次的等待时延。