认知传感器网络中多用户感知信道的选择方法

摘要

在认知无线电中频谱感知是实现频谱动态接入的重要前提和核心环节，本发明的目的在于提供一种在多用户多信道环境下感知信道的选择方法。该方法基于能量检测法，从最大化一个次用户感知一个主用户信道能获得的归一化吞吐量出发，使用检测时间最优化方案预算出所有次用户与其所选信道的能获得的最大吞吐量，构成最大吞吐量矩阵，使用双向图表示多用户多信道环境下信道选择问题，将求最大最小化问题转换成统一求最小化问题，在目标检测概率限制下，采用改进的匈牙利算法进行感知信道的最优选择。本方法可以大大提高整个次用户网络的归一化吞吐量。

主权项

1.一种认知传感器网络中多用户感知信道的选择方法，其特征在于该方法包括以下步骤：a.次用户i对信道j进行检测，i=1,2,...,K，K为次用户数，j=1,2,...,N，N为信道数，计算次用户i可获得的归一化吞吐量其中T是检测周期，τ是检测时间，P_f为要求的虚警概率，H₀表示主用户不存在，P(H₀)表示信道j不存在主用户的概率；b.当T为固定值时，寻找最优τ，记为τ^*，使得R_ij(τ)最大，记为R_ij；c.K个次用户根据接收信噪比计算出检测N个信道能获得的最大吞吐量R_ij，这K×N个最大吞吐量构成最大吞吐量矩阵$A_{K,N}=\left[\begin{array}{ccccc}{R}_{11}& R_{12}& R_{13}& ......& R_{1N}\\ R_{21}& R_{22}& R_{23}& ......& R_{2N}\\ ...& ...& ...& ......& ...\\ R_{i1}& R_{i2}& R_{i3}& ......& R_{\mathrm{iN}}\\ ...& ...& ...& ......& ...\\ R_{K1}& R_{K2}& R_{K3}& ......& R_{\mathrm{KN}}\end{array}\right]$d.先令C为矩阵A_K,N中最大值，用C-R_ij替换A_K,N矩阵中对应的元素R_ij；然后每一行元素减去本行元素中的最小值，最后每一列元素减去本列元素中的最小值；e.使用最少的直线覆盖矩阵中的所有0元素，假设使用了l条直线，若l<K，令m为未被覆盖元素中的最小值，对每个未被覆盖的元素都减去m，对两条直线交叉处的各元素都加上m，重复步骤e；若l=K，进入步骤f；f．按照行序，从第一行开始依次进行信道指派，仅在本行中只有一个0元素时，0元素对应的信道被指派给该行对应的次用户，一旦完成指派立即删除本行本列；若不能完成K个指派且存在元素中不止一个0的行，则考虑该行0元素对应的列，选择含有0元素最少的列，将该列对应的信道指派给该行对应的次用户；重复上述指派过程，直到进行了足够多唯一的指派，若仍有不满足的，则为剩余的次用户任意指派一个信道。