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专利号: 2019103877380
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:S1、构建基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知系统模型,Stackelberg博弈模型分为两层,融合中心是领导者,对于要感知的频段向次用户发布任务,次用户是从属者,每个次用户能感知所有频段,但同时只能感知一个频段;

S2、确定参与各频段感知任务的次用户集合TASKj;

S3、对于频段集中的任一任务j以及频段参与的次用户集合TASKj,融合中心发布初始报酬,初始化平台的最大效用U0max为0;

S4、TASKj中的所有次用户根据报酬以及其他次用户的感知时间计算自己在不同感知时间下的效用,选择使效用最大的感知时间作为感知时间;

S5、不断重复步骤S4直到两次迭代的次用户效用差值不变,达到均衡,得到当前报酬下的感知时间,次用户根据该感知时间计算出对应的检测概率,并将检测概率传送至融合中心;

S6、融合中心计算在当前报酬下的效用,如果该效用高于U0max,则将该报酬赋给U0max,在最大报酬值Rmax的限制下以步长μ增加报酬值,发布该新的报酬并重复步骤S4、S5和S6,直到融合中心的效用值不变;

S7、将步骤S6中得到的融合中心效用最高的报酬作为最终的报酬,次用户根据该报酬决定最终的感知时间并将感知后的数据上传给融合中心。

2.根据权利要求1所述的多任务协作频谱感知方法,其特征在于,在频谱感知中次用户采用能量检测的方法感知主用户的频谱,次用户i对主用户j的频段的检测概率为其中,pf为次用户i虚警概率,γij为次用户i感知主用户j频段的信噪比,tij为次用户i对主用户j频段的感知时间,fs为采样频率,Q函数为

3.根据权利要求1所述的多任务协作频谱感知方法,其特征在于,所述步骤S2包括:计算次用户i对于频段j的 并从中选出数值最大的Vj,参与该数值对应的频段感知,其中Er为次用户的剩余能量,Et为次用户将感知数据传输给融合平台所用的能量,bt为次用户单位感知时间内所消耗的能量,ε、η为常数。

4.根据权利要求1所述的多任务协作频谱感知方法,其特征在于,所述步骤S4中次用户效用计算公式为: 其中pij为次用户i对频段j的检测概率,Rj为融合中心用于感知任务j付出的报酬,Es为次用户感知的能量消耗,Et为次用户传输数据的能量消耗,wi为能量消耗系数。

5.根据权利要求4所述的多任务协作频谱感知方法,其特征在于,所述次用户感知的能量消耗Es与感知时间tij成正比关系,Es=bt×tij,bt为单位感知时间消耗的能量。

6.根据权利要求4所述的多任务协作频谱感知方法,其特征在于,所述次用户传输数据的能量消耗Et与距离四次方的对数成正比,Et=k×log(d4+2),k为衰减系数,d为次用户与融合中心之间的距离。

7.根据权利要求4所述的多任务协作频谱感知方法,其特征在于,所述能量消耗系数的计算公式为: 其中Er为次用户的剩余能量,α、β为常数。

8.根据权利要求1所述的多任务协作频谱感知方法,其特征在于,所述步骤S6中融合中心的效用值计算公式为:U0j=a×log(1+Pj)-Rj,其中a为加权系数,Pj为融合中心采用表决融合方式对于主用户j频段的检测概率 为次用户i的检测概率,Rj为融合中心用于感知任务j付出的报酬。