[發明專利]5G認知微蜂窩網絡中基于博弈論的頻譜決策方法

有效

• 申請號: 201610363563.6
• 申請日: 2016-05-26
• 公開（公告）號: CN107438250B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 沈良;徐煜華;趙倩;徐一惟;李利旺
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍理工大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04B17/382
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 孟睿

1.5G認知微蜂窩網絡中基于博弈論的頻譜決策方法，其特征在于，控制中心根據認知用戶的位置給每個認知用戶反饋回其鄰居認知用戶總數L_n；活躍認知用戶根據混合策略從當前可用行動策略空間中選擇一個信道感知次序進行感知，并接入第一個感知到的空閑信道；認知用戶向控制中心返回其數據傳輸狀態，控制中心根據數據傳輸狀態更新認知用戶的混合策略；

所述認知用戶為認知微蜂窩網絡中的微蜂窩基站；所述活躍認知用戶為處于通信狀態的認知用戶；

所述活躍認知用戶根據干擾水平最小化原則進行信道感知次序選擇；感知信道時，只感知前L_n個信道，在感知到當前行動策略中的后M-L_n個信道時，活躍認知用戶返回其數據傳輸狀態，M為認知微蜂窩網絡中可用的信道總數；

根據干擾水平最小化原則進行信道感知次序選擇的博弈優化目標P1如式(1)所示，

式(1)中，n為任意活躍認知用戶，是當前狀態下所有參與博弈的活躍認知用戶集合，為任意活躍認知用戶n在信道感知次序選擇時受到的干擾水平，如式(2)所示，

式(2)中，L_n和L_m分別是活躍認知用戶n和m的活躍鄰居用戶總數，該總數包括認知用戶n和m本身，Θ是位異或符號，o_nk是活躍認知用戶n選擇的信道感知次序矢量O_n＝(o_n1,...,o_nk,...,o_nM)中的第k個時隙感知的信道，O_n對應于集合中的一個排列次序，o_mk是認知用戶m選擇的信道感知次序矢量O_m中的第k個時隙感知的信道，O_m也對應于集合中的一個排列次序，為策略空間，δ_nm(d_nm,d₀)為指示函數，δ_nm(d_nm,d₀)如式(3)所示，

式(3)中，d_nm是認知用戶n與m之間的實際距離，d₀是預設干擾門限值；

進行信道感知次序選擇并更新信道感知次序選擇概率的過程為：

3.1信道感知次序選擇初始化：所有認知用戶從其可用信道感知次序集A_n中隨機選擇一個信道感知次序a_n(0)，并計算初始化的混合策略q_n(0)；是所有認知用戶的集合；

3.2信道感知次序的選擇：在每一個時隙k開始時，活躍認知用戶根據當前混合策略q_n(k)從其可用信道感知次序集A_n中選擇一個信道感知次序a_n(k)，表示每個時隙k中活躍認知用戶集合；

3.3感知接入信道并接收反饋值：每個認知用戶根據自己所選擇的信道感知次序感知前L_n個信道，并在感知到的第一個空閑信道上接入；在時隙k的末尾，每個活躍認知用戶接收一個二進制的返回值r_n(k)，當活躍認知用戶n數據傳輸成功時返回值r_n(k)為1，當認知用戶n與其他用認知戶發生沖突或未找到空閑信道時返回值r_n(k)為0；

3.4更新混合策略：所有活躍認知用戶根據以下規則更新各自的混合策略：

其中，0＜b＜1是學習參數，是第a_n(k)個信道感知次序的單位矢量；

非活躍認知用戶保持混合策略不變。