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专利号: 2019111425084
申请人: 长江师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-06-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种业务驱动的本地合作分布式频谱接入方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、获取目标系统并对目标系统进行初始化定义;

S2、计算用户的期望吞吐量;

S3、用户根据本地合作机制,确定自身信道选择决策效用函数,根据学习算法更新自身的信道选择决策;

S4、用户基于自身更新后的信道选择决策进行信道选择,接入信道并进行数据传输。

2.如权利要求1所述的业务驱动的本地合作分布式频谱接入方法,其特征在于,步骤S1中:所述目标系统包括N个信道及M个用户;

第m个用户为CSCm,CSCm的每个周期时隙为Tm,Tm包括信道选择和检测阶段τs,m、本地信息交互阶段和学习阶段τl,m以及业务数据传输阶段Tm-τs,m-τl,m;

nm为CSCm选择接入的信道,nm的容量为 CSCm的传输业务数据量为Lm,如果CSCm在nm上成功传输数据,则实际数据传输所需要的时间为SCH={1,2,...,N}为机会频谱信道集合,S={1,2,...,m,...,M}为用户集合,C=[C1,C2,...,CN]为信道集合, 为信道空闲概率向量, 为各信道状态检测在预设标准检测概率下虚警概率向量,L=[L1,L2,...,LM]为各个用户的业务数据向量,Di,j为用户i和用户j之间的相邻关系,Di,j=1时,用户i和用户j非相邻,Di,j=0时用户i和用户j相邻,Nm={i∈S:Di,m=0}为CSCm的邻居集合, 为CSCm的邻居中与CSCm选择相同信道的用户集合, 为 中的用户个数。

3.如权利要求2所述的业务驱动的本地合作分布式频谱接入方法,其特征在于,步骤S2包括:S201、计算信道检测的虚警概率:

式中, 表示预设标准检测概率, 表示预设标准检测概率为 时的第n个信道的虚警概率,γ表示信噪比,fs表示检测采样频率,Q表示标准正太分布的右尾函数,τ表示信号采样时间,fs表示信号采样频率;

S202、计算成功传输数据的概率:

为CSCm在信道nm上成功传输数据的概率,ε为用户在检测到信道空闲情况下进行数据发送的概率;

S203、计算用户吞吐量:

用户CSCm的业务队列Lm,在信道nm上的期望吞吐量为Rm,

4.如权利要求3所述的业务驱动的本地合作分布式频谱接入方法,其特征在于,步骤S3包括:S301、随机生成初始信道选择决策:

设置学习步数t=0,

对任一用户CSCm,计算选择可选的各个信道选择决策可能获得的期望吞吐量按以下混合信道选择决策概率分布随机选择一个候选信道选择决策:式中,am表示CSCm的决策,Am表示CSCm的决策空间,Pr(am=(nm,ε))表示CSCm选择信道nm的概率;

S302、用户通过信息交互获取信道选择决策需要的数据,所述数据包括用户的业务数据量、候选决策集、信道空闲概率和信道容量;

S303、用户按自身的候选信道选择决策检测相应信道,并在检测结果为空闲时按时隙Aloha方式接入,计算自身的期望吞吐量作为回报值;

S304、在时隙模型的τl阶段,相邻用户之间进行信息交互和候选信道选择决策学习,信息交互的内容包括自身的候选信道选择决策和回报值;

S305、从邻居用户中选择一个候选信道选择决策更新节点,根据信息交互得来的信息,计算各种可能的候选信道选择决策所能获得的期望回报,然后根据以下混合信道选择决策概率分布来随机信道选择一个候选信道选择决策:式中,β表示学习参数,β>0,a'm表示CSCm在决策策略空间中除了am以外的其他决策,其他与CSCm相邻的用户保持上一时隙的候选信道选择决策不变:ai(t+1)=ai(t);

S306、如果用户的候选信道选择决策没有达到连续预设个数的步数内保持不变,则回到步骤S302。

5.如权利要求1-4任一项所述的业务驱动的本地合作分布式频谱接入方法,其特征在于,步骤S4包括:用户基于自身更新后的信道选择决策进行信道选择,对选择的信道进行状态检测,若所述信道空闲,则使用所述信道发送数据,若所述信道非空闲,则不发送数据。