自适应频谱感知调度方法

摘要

本发明提供了一种自适应频谱感知调度方法，包括以下步骤：根据认知无线电网络的目标检测概率和虚警概率计算检测每个授权信道所需要的感知时间，以及下一帧授权用户在授权信道上出现的概率，基于感知时间、概率以及每个认知用户的实时信道状态信息，利用比例公平模型建立目标函数，建立认知用户与授权信道之间的双向配对关系，并计算每个双向配对的权重，根据权重利用匈牙利算法求目标函数的最优解。本发明的方法相比较随机调度算法，认知无线电网络吞吐量提高了118％，边缘用户的平均吞吐量提高了56％。并且该方法复杂度较低，在多项式时间内可以找到最优的频谱感知调度策略。

主权项

1.一种自适应频谱感知调度方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据认知无线电网络的目标检测概率和虚警概率(P_d，P_f)计算检测每个授权信道所需要的感知时间，以及下一帧授权用户在所述授权信道上出现的概率；(2)基于所述感知时间、所述概率以及每个认知用户的实时信道状态信息，利用比例公平模型建立目标函数：$\underset{\Theta }{\max }\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K}{\Sigma }}{\mu }_{\mathrm{kn}}^i\frac{\frac{T-T_s^k}{T}{C}_{n0}^i(1-P_f)P_{\mathrm{nk}}^i\left(H_0\right)}{{\bar{r}}_n},$$s.t\left\{\begin{array}{cc}\underset{k=1}{\overset{K}{\Sigma }}{\mu }_{\mathrm{kn}}^i=1& \forall i,n,\\ \underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}{\mu }_{\mathrm{kn}}^i=1& \forall i,k,\end{array}\right.$其中，N表示所述认知用户的个数，K表示所述授权信道的个数，是可能的信道分配集合，表示在第i帧是否将授权信道k分配给认知用户n，取值为0表示不分配，取值为1表示分配，表示在第i帧之前认知用户n已获得的平均吞吐量，T表示每一帧的持续时间，表示检测所述授权信道k需要的感知时间，是所述认知用户n在第i帧授权信道未被所述授权用户占用时的通信速率，由所述认知用户n及其实时信道状态信息所决定，H₀表示所述授权用户未出现在所述授权信道，表示将所述授权信道k分配给所述认知用户n时，下一帧授权用户在所述授权信道k上出现的概率；(3)建立所述认知用户与所述授权信道之间的双向配对关系，并计算每个双向配对的权重；(4)根据所述权重利用匈牙利算法求所述目标函数的最优解。