[發明專利]一種基于合作博弈的認知傳感網簇內頻譜分配方法

有效

• 申請號: 201110340011.0
• 申請日: 2011-11-01
• 公開（公告）號: CN102413473A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 宋鐵成;蘇倩;沈連豐;胡靜;夏瑋瑋
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于合作博弈的認知傳感網簇內頻譜分配方法，其特征在于：傳感網分成若干簇，將信道分配問題建模成一個博弈的輸出；在這個博弈過程中，參與者是認知節點，策略是他們對信道的選擇，并且效用和他們所選擇的信道質量相關聯，添加兩個約束條件后，通過最大化系統效用函數得到最佳子信道分配矩陣；

該方法包括以下幾個步驟：

步驟1：建立空閑矩陣

認知節點n依次對本地環境子信道m進行感知，然后將信道使用狀況、空閑信道的質量，通過簇內局部控制信道發送給簇首，簇首利用各節點傳送來的信道狀態信息，建立起信道空閑矩陣F＝{f_n，m|f_n，m∈[0，l]}，表示頻譜對于認知節點是否可用以及可用信道的質量，其中l是感知次數；n＝1，2，…，N；N為認知節點數；m＝1，2，…，M；M為子信道數；

步驟2：建立系統效用函數

系統效用函數為

U(S)=Σn=1Nωnln(Σm=1Mfn,mSn,m)---(1)]]>

其中：

子信道分配矩陣S＝{S_n，m|S_n，m∈{0，1}；n＝1，2，L，N，m＝1，2，L，M}是一個N×M的矩陣；f_n，m代表子信道m對于節點n的信道質量；S_n，m代表子信道m對節點n的分配情況，S_n，m＝1表示子信道m分配給節點n使用，否則S_n，m＝0；ω_n代表認知節點n的優先級相對應的權重；

與節點的優先級相對應的權重ω＝{ω_i；i＝1，2，...，N}大小反映了節點對頻譜資源的需求及數據的輕重緩急程度，權重值越大表明節點的優先級越高；N為認知節點數；

共用指示向量G＝{G_i∈{0，1}；i＝1，2，...，N}用來指示節點是否可以和其他節點共用信道，N為認知節點數；具體方法：將節點剩余能量P_i與一個能量臨界值P_th比較，如果p_i＞P_th，則對應于該節點的向量位置為“0”；如果P_i＜P_th，則對應于該節點的向量位置為“1”，簇首節點將單獨分配信道給該節點，這里i＝1，2，...，N；N為認知節點數；此處能量臨界值P_th并不是固定不變的，其取值需使如下表達式成立：

Σi=1NGiM≤α---(2)]]>

其中：α是系統設定的常數，取值范圍為(0，1]；M為子信道數；簇首節點根據傳感器節點的剩余能量和子信道數周期性動態調整其取值，保證信道分配的有效性。