認(rèn)知無線系統(tǒng)中基于潛在博弈的頻譜分配方法
【專利摘要】認(rèn)知無線系統(tǒng)中基于潛在博弈的頻譜分配方法，涉及通信系統(tǒng)中的頻譜分配【技術(shù)領(lǐng)域】。它是為了提高認(rèn)知無線系統(tǒng)中的頻譜分配速度。其方法：在每次博弈進(jìn)行之前將系統(tǒng)隨機(jī)選擇的用戶與上次博弈的用戶進(jìn)行比較，若二者是同一個用戶則令系統(tǒng)重新選擇另一個用戶進(jìn)行此輪博弈；否則進(jìn)行下一次博弈。由于同一用戶重復(fù)多次博弈并不能提高系統(tǒng)信干比，所以本發(fā)明在保證系統(tǒng)通信質(zhì)量的前提下，減少了博弈次數(shù)，提高了系統(tǒng)處理速度。本發(fā)明適用于認(rèn)知無線系統(tǒng)中的頻譜分配。
【專利說明】認(rèn)知無線系統(tǒng)中基于潛在博弈的頻譜分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)中的頻譜分配【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]由于認(rèn)知用戶占用授權(quán)用戶頻譜資源進(jìn)行通信，一旦授權(quán)用戶回歸該頻譜空間時，認(rèn)知用戶需要在短時間內(nèi)感知、退出相應(yīng)頻譜空間并選擇其他頻譜空間來進(jìn)行通信。這就要求頻譜分配技術(shù)考慮保證認(rèn)知用戶對頻譜感知、利用和退出的靈活性問題。其次，在認(rèn)知無線電中頻譜分配技術(shù)必須保證系統(tǒng)的通信質(zhì)量。由于頻譜資源的有限性，須通過改善對于瑣碎頻譜利用的效率進(jìn)而保障系統(tǒng)性能。用戶在使用無線頻譜資源時，由于自身對于信道的衰落特性、分配的載波和功率各不相同，必然會有不同的需求。也就是說用戶本身對于系統(tǒng)的通信需求有所不同。例如，有的用戶希望以最小化系統(tǒng)干擾作為目標(biāo)，而有的用戶希望以最大系統(tǒng)吞吐量作為目標(biāo)。所以這就要求頻譜分配技術(shù)需要具有滿足不同用戶不同需求的能力，給研究帶來了一些困難。
[0003]認(rèn)知無線電的頻譜分配技術(shù)有很多分類方式。如果單單按照頻譜分配技術(shù)來分，可以分為靜態(tài)分配、動態(tài)分配和混合式分配；如果按照通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來分，可以分為集中式頻譜分配和分布式頻譜分配；如果按照聯(lián)合方式來分，可以分為合作式頻譜分配和非合作式頻譜分配。
[0004]相對于不同方式的分類也有不同的定義。在按照頻譜分配的分類方法中，靜態(tài)分配即指對于頻譜的分配不會隨著環(huán)境的變化而有所改變；動態(tài)分配與其正好相反，它是指對于頻譜的占用情況會隨著外界條件的改變而改變，從而達(dá)到最優(yōu)的一種頻譜分配方式；混合式分配則將二者綜合，在不同的場合下進(jìn)行不同的選擇。在按照通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分配方法中，集中式分配是指具有一個統(tǒng)一的上層基站來對頻譜進(jìn)行統(tǒng)一分配；分布式分配是指用戶松散地分布在某一區(qū)域內(nèi)，并自行進(jìn)行分配頻譜而沒有一個統(tǒng)一的上層基站，可以看成是一種“扁平式”分配。在按照聯(lián)合方式的分配方法中，合作式分配是指在所有用戶之間有和諧的互動、共謀的情況下對頻譜進(jìn)行分配；非合作式分配則將用戶看成是理性、冷酷和逐利的個體，在這種情況下進(jìn)行頻譜分配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了提高認(rèn)知無線系統(tǒng)中的頻譜分配速度，從而提供一種認(rèn)知無線系統(tǒng)中基于潛在博弈的頻譜分配方法。
[0006]認(rèn)知無線系統(tǒng)中基于潛在博弈的頻譜分配方法，它包括以下步驟:
[0007]步驟一、對認(rèn)知無線系統(tǒng)中的所有認(rèn)知用戶進(jìn)行信道的初始化分配；
[0008]步驟二、對認(rèn)知無線系統(tǒng)中的所有認(rèn)知用戶進(jìn)行貝努利實驗，并判斷每個認(rèn)知用戶的實驗結(jié)果是否為1，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟三；如果判斷結(jié)果為否，則停留在本步并等待下一次實驗；
[0009]步驟三、將步驟二中實驗結(jié)果為I的所有認(rèn)知用戶進(jìn)行檢查，并判斷檢查結(jié)果是否為1，如果判斷結(jié)果為是，則返回執(zhí)行步驟二 ；如果判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟四；
[0010]步驟四、步驟三中檢測結(jié)果為否的所有認(rèn)知用戶中的每個客戶端認(rèn)知用戶均將其本身的發(fā)射功率通過START信令在信令信道上發(fā)出；
[0011]步驟五、步驟三中檢測結(jié)果為否的所有認(rèn)知用戶中的每個服務(wù)端認(rèn)知用戶均接收步驟四所述的START信令，然后進(jìn)行信道選擇，并將信道號作為START CH信令的內(nèi)容發(fā)出；
[0012]步驟六、步驟四中的每個客戶端認(rèn)知用戶均接收START CH信令，將證實信息通過ACK STARTCH信令發(fā)出并在START CH信令中選定的信道上與服務(wù)端認(rèn)知用戶進(jìn)行通信；
[0013]步驟七、未進(jìn)行通信的所有認(rèn)知用戶根據(jù)步驟五中的信道號調(diào)整信道分配，并返回執(zhí)行步驟二；完成一次認(rèn)知無線系統(tǒng)中基于潛在博弈的頻譜分配。
[0014]步驟五中所述的信道選擇是通過計算效用函數(shù)值的方法實現(xiàn)的。
[0015]步驟五中所述的信道選擇是通過計算效用函數(shù)值的具體方法是:
[0016]通過公式:
[0017]
【權(quán)利要求】
1.認(rèn)知無線系統(tǒng)中基于潛在博弈的頻譜分配方法，其特征是:它包括以下步驟:步驟一、對認(rèn)知無線系統(tǒng)中的所有認(rèn)知用戶進(jìn)行信道的初始化分配；步驟二、對認(rèn)知無線系統(tǒng)中的所有認(rèn)知用戶進(jìn)行貝努利實驗，并判斷每個認(rèn)知用戶的實驗結(jié)果是否為1，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟三；如果判斷結(jié)果為否，則停留在本步并等待下一次實驗；步驟三、將步驟二中實驗結(jié)果為I的所有認(rèn)知用戶進(jìn)行檢查，并判斷檢查結(jié)果是否為1，如果判斷結(jié)果為是，則返回執(zhí)行步驟二 ；如果判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟四；步驟四、步驟三中檢測結(jié)果為否的所有認(rèn)知用戶中的每個客戶端認(rèn)知用戶均將其本身的發(fā)射功率通過START信令在信令信道上發(fā)出；步驟五、步驟三中檢測結(jié)果為否的所有認(rèn)知用戶中的每個服務(wù)端認(rèn)知用戶均接收步驟四所述的START信令，然后進(jìn)行信道選擇，并將信道號作為START CH信令的內(nèi)容發(fā)出；步驟六、步驟四中的每個客戶端認(rèn)知用戶均接收START CH信令，將證實信息通過ACKSTARTCH信令發(fā)出并在START CH信令中選定的信道上與服務(wù)端認(rèn)知用戶進(jìn)行通信；步驟七、未進(jìn)行通信的所有認(rèn)知用戶根據(jù)步驟五中的信道號調(diào)整信道分配，并返回執(zhí)行步驟二；完成一次認(rèn)知無線系統(tǒng)中基于潛在博弈的頻譜分配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的認(rèn)知無線系統(tǒng)中基于潛在博弈的頻譜分配方法，其特征在于步驟五中所述的信道選擇是通過計算效用函數(shù)值的方法實現(xiàn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知無線系統(tǒng)中基于潛在博弈的頻譜分配方法，其特征在于步驟五中所述的信道選擇是通過計算效用函數(shù)值的具體方法是:通過公式:
【文檔編號】H04W16/14GK103442368SQ201310406601
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】馬琳, 黃昊骎, 何晨光, 譚學(xué)治, 遲永鋼 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)