[發(fā)明專利]公平性原則下基于多臂賭博機(jī)模型的多用戶頻譜接入方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911387039.2
• 申請(qǐng)日: 2019-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111313994B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張周;許左宏;鄧寶松;閆野;王彤彤;武欣桐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍軍事科學(xué)院國(guó)防科技創(chuàng)新研究院;天津（濱海）人工智能軍民融合創(chuàng)新中心
• 主分類號(hào): H04B17/382
• 分類號(hào): H04B17/382;H04B17/391;H04W74/08
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種公平性原則下基于多臂賭博機(jī)模型的多用戶頻譜接入方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、針對(duì)多用戶認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，基于多臂賭博機(jī)模型，建立多用戶信道感知與機(jī)會(huì)接入模型；

步驟2、次要用戶感知信道參數(shù)初始化；

步驟3、每個(gè)次要用戶進(jìn)行信道感知，并在線更新信道統(tǒng)計(jì)信息；

步驟4、次要用戶根據(jù)信道感知情況進(jìn)行信道接入并判斷是否沖突，結(jié)束后，跳轉(zhuǎn)到步驟3；

步驟1所述的建立多用戶信道感知與機(jī)會(huì)接入模型，具體如下：

步驟1.1、設(shè)定認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中有U個(gè)用戶，且每個(gè)用戶有唯一的識(shí)別號(hào)，用戶u對(duì)應(yīng)的識(shí)別號(hào)為u，u∈{1，2，…，U}；網(wǎng)絡(luò)中有N個(gè)授權(quán)信道，主用戶按時(shí)隙接入信道，主用戶信道的空閑概率滿足θ₁＞θ₂＞…＞θ_N；在單個(gè)時(shí)隙內(nèi)，次要用戶能夠同時(shí)感知M個(gè)信道，且U·M＜N，并接入最多K個(gè)感知空閑的信道，K≤M；次要用戶在時(shí)隙t內(nèi)根據(jù)其自身識(shí)別號(hào)生成一個(gè)標(biāo)號(hào)，記為Sel_u(t)，根據(jù)對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)，次要用戶在每一時(shí)隙確定感知的信道索引集，記為根據(jù)信道的標(biāo)號(hào)集合，次要用戶在排序的所有信道集合中選擇對(duì)應(yīng)的信道進(jìn)行感知；信道感知為非完美頻譜感知，使用P_d和P_f分別表示信道的檢測(cè)概率和虛警概率；

步驟1.2、將次要用戶的感知接入問(wèn)題統(tǒng)一建模為MABP問(wèn)題；

步驟2中所述的次要用戶感知信道參數(shù)初始化，具體如下：

對(duì)于時(shí)隙次要用戶u按照{(diào)(t-1)M+1：tM}的順序依次感知所有信道，更新T_u(t)＝(T_u，1(t)，T_u，2(t)，...，T_u，N(t))和Y_u(t)＝(Y_u，1(t)，Y_u，2(t)，...，Y_u，N(t))，并隨機(jī)選擇K個(gè)空閑信道進(jìn)行接入；

其中表示向上取整函數(shù)，T_u(t)和Y_u(t)表示長(zhǎng)度為1×N的向量，T_u，i(t)表示時(shí)隙t前用戶u感知信道i的時(shí)隙數(shù)，Y_u，i(t)表示時(shí)隙t前用戶u感知信道i為空閑的時(shí)隙數(shù)；

步驟3所述的每個(gè)次要用戶進(jìn)行信道感知，并在線更新信道統(tǒng)計(jì)信息，具體如下：

步驟3.1、時(shí)隙t下，次要用戶u根據(jù)樣本均值的期望計(jì)算所有信道的空閑概率θ_i的估計(jì)并將信道按指標(biāo)降序排列，得到信道集合

步驟3.2、時(shí)隙t下，次要用戶u更新對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)其中mod為算術(shù)運(yùn)算符，表示兩數(shù)作整數(shù)除法得到的余數(shù)；由步驟3.1知，隨著時(shí)間t的增長(zhǎng)，u+t-1不斷變化，標(biāo)號(hào)Sel_u(t)也隨時(shí)間變化；

步驟3.3、在時(shí)隙t下，次要用戶u根據(jù)標(biāo)號(hào)Sel_u(t)確定時(shí)隙t下感知信道索引集對(duì)應(yīng)的信道集合為次要用戶u對(duì)所選擇的信道集合進(jìn)行感知，根據(jù)感知結(jié)果更新T_u(t)和Y_u(t)，并識(shí)別感知空閑的信道集合

步驟4所述次要用戶根據(jù)信道感知情況進(jìn)行信道接入并判斷是否沖突，具體如下：

步驟4.1、如果集合非空，則次要用戶u選擇集合中指標(biāo)最大的條信道接入；否則，不接入任何信道；其中表示集合中元素個(gè)數(shù)，min{·}表示集合中最小的元素；

步驟4.2、次要用戶完成時(shí)隙t內(nèi)感知和機(jī)會(huì)接入過(guò)程，跳轉(zhuǎn)到步驟3，開(kāi)始下一時(shí)隙t+1的感知過(guò)程。