CN109672483A - 一种层析式信道质量评估方法 - Google Patents

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黄翔东
曹月彬
王健
李晓
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Abstract

一种层析式信道质量评估方法，基于动态频率管理的特点与认知无线网络的研究现状，将用户需求与有限的频率资源信息有机地结合在一起，一方面对可用的频率资源可用性进行描述，对影响通信质量的多项因素进行分析处理。另一方面，将用户的用频需求纳入考虑范围，根据用户的业务及偏好，对可用的频率资源进行评估。

Description

一种层析式信道质量评估方法
技术领域
本发明属于认知无线电领域，尤其涉及一种层析式信道质量评估方法。
背景技术
随着频谱共享技术的发展，多个用频设备可以通过感知无线通信环境，动态地检测和利用空闲频率资源，在此基础上产生了对频率的动态管理【1】【2】【3】。而动态频谱管理的动态一方面体现在系统内的用频需求是动态变化的，另一方面，外部信道的状态是一个随时间和地点动态变化的随机过程【4】。因此，结合内外部信息对频谱资源是否可用进行描述，将用户用频需求与有限的频率资源进行动态的匹配，为频率指配过程提供可靠的决策依据，可为通信系统性能优化提供保障。
目前对频谱感知得到的可用信道信息利用不够充分，对可用信道的质量评估多以单项的考核指标为评价标准【5】【6】【7】【8】，对可用信道的质量分析不够全面，评价结果无法为用户提供客观的决策依据。
参考文献:
【1】GALVIN R,SCHLESINGER J. Spectrum management for the 21st century[M].Washington D C:CSIS Press. 2003
【2】BERNARD J,ALAKANANDA P,KIM C ,et al. Assessment of federal and non-federal land mobile radiofrequency assignment methodologies[R]. NTIA Report07-447 . 2007
【3】SHERMAN M,MODE A N,MARTINEZ R,et al .IEEE standards supportingcognitive radio and networks, dynamic spectrum access, and coexistence[J].Communications Magazine . 2008,46(7):72-79
【4】刘毅敏,朱振飞,胡俊, 等.基于频谱资源描述的动态频率管理方法[J].电波科学学报,2013,(4):629-634,640.
【5】Yung-Fa Huang .Performance of frequency resource assignment schemesfor cognitive radio based cooperative communication systems[J].IEEEInternational Conference on Systems,2016.
【6】GHOSH S C, DIETMAR K, BERNHARD R. Channel assignment using geneticalgorithm based on geometric symmetry [J]. IEEE Transactions on VehicularTechnology,2003,52(4):860-875.
【7】MANIEZZO V, CARBONARO A. AN ANTS Heuristic for the frequencyassignment problem [J]. Future Generation Computer System , 2000, 16(8): 927-935
【8】王凡,董俊,卢冬鸣, 等.混合智能优化频率指配算法[J].电波科学学报,2013,(5):947-952,961。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明一种层析式信道质量评估方法，一方面对可用的频率资源可用性进行描述，对影响通信质量的多项因素进行分析处理；另一方面，将用户的用频需求纳入考虑范围，根据用户的业务及偏好，对可用的频率资源进行评估。
一种层析式信道质量评估方法，具体技术方案为：
步骤A：采用层次分析法建立合理的评估模型，并对用户所设各因素重要程度进行分析，得出主观偏好权重；
步骤B：根据各项评价指标对待评估可用信道进行质量分析，确定客观属性权重；
步骤C：根据主观偏好权重和客观属性权重计算用户对可用信道的综合满意度。
进一步对步骤A叙述如下：
步骤A1: 在分析问题的基础上，将各个因素按照不同的属性分为3层，分别为目标层，准则层，指标层，建立层次结构模型；
步骤A2: 根据层次分析法常采用的数量标度，将判决指标两两比较得到判决矩阵；
步骤A3: 计算主观偏好权重向量；
步骤A4: 进行一致性检验。
进一步对步骤B叙述如下：
步骤B1: 将各属性按成本型、效益型、固定型等进行归一化处理；
步骤B2: 确定待评估信道的客观属性权重。
本发明基于既有的或实时获取的可用信道测量数据，结合用户的用频需求，利用层次分析法建立可用信道质量评估层次结构模型，实现对可用信道的综合评估，对用频辅助决策有重要的应用价值。
附图说明
附图1为本发明提出的“一种层析式信道质量评估方法”流程示意图；
附图2为步骤A“依据用户需求确定主观偏好权重”流程示意图；
附图3为步骤B“依据评价指标确定客观属性权重”流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优先实施例，其中，附图构成本申请一部分。
一种层析式信道质量评估方法，具体技术方案为：
步骤A：采用层次分析法建立合理的层次模型，对用户所设通信容量、可用频点数等因素的重要程度进行计算。得到主观偏好权重；其具体过程如下：
步骤A1: 在分析问题的基础上，将各因素按照不同的属性分为3层，分别为目标层，准则层，指标层，建立层次结构模型；
步骤A2: 构建判断矩阵，参照步骤A1建立的层次结构模型中所确立的指标，对指标进行两两比较来确定矩阵元素的值。表1给出了层次分析法建立模型时的通用结构；
对于待评估信道i，依据n个评价指标，可得判断矩阵R如下：
矩阵中元素为指标i与指标j两两比较后依判断尺度所得值。
表2列出了采用判断尺度对要素重要进行赋值时的定义；
步骤A3:计算主观偏好权重向量，对于待评估信道i，将判断矩阵中各元素相乘并开n次根：
进一步归一化处理：
则可得待评估信道i的所有指标的主观偏好权重向量为：
步骤A4:进行一致性检验，求出判断矩阵对应的一致性指标值：
将CI值与2所示1~9阶的平均随机一致性指标值RI进行比较，求出一致性比例值CR：
若CR<O.1则判断矩阵一致性满足要求，反之则重新调整判断矩阵；
步骤B：根据步骤A所建层次结构模型中的各项评价指标对待评估信道进行质量分析，确定客观属性权重。其具体过程如下：
步骤B1:对于待评估信道i，按步骤A中确定的各项指标所属类型进行归一化处理；
对于越大越优型评价指标：
对于越小越优型评价指标：
式中，为第i个待评估信道的第j个评价指标的量值。为所有待评估信道中对应指标j的最大值与最小值；
步骤B2:根据步骤B1可以得到待评估信道i的各指标归一化处理后的结果，进一步可以得到待评估信道i对于n个评价指标的客观属性权重：
步骤C：由步骤A3和步骤B2分别得到主观偏好权重和客观属性权重后，依据加权平均法可得用户对该待评估信道的综合满意度：
由公式（10）计算出的用户满意度最高为1，可根据用户需求对评估结果进行分级判断。表4给出了一种分级判断示例。

Claims (3)

1.一种层析式信道质量评估方法，其特征在于：具体技术方案为：
步骤A：采用层次分析法建立合理的评估模型，并对用户所设各因素重要程度进行分析，得出主观偏好权重；
步骤B：根据各项评价指标对待评估可用信道进行质量分析，确定客观属性权重；
步骤C：根据主观偏好权重和客观属性权重计算用户对可用信道的综合满意度。
2.根据权利要求1所述一种层析式信道质量评估方法，其特征在于：进一步对步骤A叙述如下：
步骤A1: 在分析问题的基础上，将各个因素按照不同的属性分为3层，分别为目标层，准则层，指标层，建立层次结构模型；
步骤A2:根据层次分析法常采用的数量标度，将判决指标两两比较得到判决矩阵；
步骤A3:计算主观偏好权重向量；
步骤A4:进行一致性检验。
3.根据权利要求1所述一种层析式信道质量评估方法，其特征在于：进一步对步骤B叙述如下：
步骤B1:将各属性按成本型、效益型、固定型等进行归一化处理；
步骤B2:确定待评估信道的客观属性权重。
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