一种基于博弈论的认知无线电网络FDM信道选择方法

摘要

本发明属于认知无线电网络中的频谱资源管理技术，是一种基于博弈论的认知无线电网络FDM信道选择方法。其步骤为：①确定一级用户占用的固定信道；②每个二级用户轮流在可选信道中选择使该二级用户的效用函数在其他二级用户所选信道不变的情况下达到最大的传输信道直至收敛，如果可选信道的集合为空，该二级用户选择停止传输。各二级用户的可选信道满足：在所选信道上传输可达到信干比门限要求；在所选信道上传输所产生的共道干扰不会使某一级用户无法满足信干比门限要求。本发明可准确地建模认知无线电网络信道选择问题，并有效地进行信道选择，考虑了一、二级用户间的干扰限制，目标是网络的总干扰水平最小；本发明所提出的算法可分布式实现。

主权项

1、一种基于博弈论的认知无线电网络FDM信道选择方法，其步骤包括：步骤(1)：确定一级用户占用的固定信道定义用户i的策略s_i∈{0，1，2，...，K}，K为可用信道数；1≤s_i≤K，s_i表示用户i选择的传输信道的序号，s_i＝0表示用户i选择停止传输；根据一级用户预先占用信道情况，确定一级用户的固定策略s_i，i＝N+1，N+2，…，N+M，其中，M为一级用户数，N为二级用户数；步骤(2)：二级用户按照下述过程轮流选择最佳信道：(2.1)按照下述条件确定各二级用户的可选信道：①在所选信道上传输可以达到信干比门限要求，即该二级用户的效用函数的第一部分不小于-1；②在所选信道上传输所产生的共道干扰不会使某一级用户无法满足信干比门限要求，即每个一级用户的效用函数的第一部分不小于-1；其中，一、二级用户i的效用函数U_i(s_i，s_-i)是用户i选择的策略s_i和当前所有其他用户选择的策略s_-i的函数，定义为：$U_i(s_i,s_{-i})=-\underset{j\ne i,j=1}{\overset{M+N}{\Sigma }}{C}_{\mathrm{ji}}D(i,j)-\underset{j\ne i,j=1}{\overset{M+N}{\Sigma }}{C}_{\mathrm{ij}}D(i,j)\forall i---\left(I\right)$其中，C_ij表示用户i对用户j的冲突，其计算公式为：p_i表示用户i的发射功率，γ_i表示用户i的信干比门限，G_ij表示发射机T_i和接收机R_j之间的链路增益；D(i，j)表示用户i对用户j的干扰方程，定义如下：式(I)中，第一部分的相反数表示用户i受到其他用户的冲突之和，第二部分的相反数表示用户i对其他用户的冲突之和；当s_i＝0时，U_i(s_i，s_-i)＝0；(2.2)定义一个策略选择周期为各二级用户轮流选择一次传输信道的过程，在一个策略选择周期中，每个二级用户轮流执行步骤(2.1)，在得到的可选信道中选择使该二级用户的效用函数U_i(s_i，s_-i)在其他二级用户所选信道不变的情况下达到最大的传输信道，如果可选信道的集合为空，该二级用户选择停止传输；(2.3)如果该策略选择周期的选择结果与上一个策略选择周期的选择结果不同，则重复步骤(2.1)至(2.2)继续进行下一个策略选择周期，否则，信道选择结束，将上述步骤(2.2)得到的传输信道作为最佳信道。