[发明专利]一种认知无线电网络多用户多信道频谱感知优化方法

权利要求书

1.一种认知无线电网络多用户多信道频谱感知优化方法，其特征在于该方法将多用户多信道的频谱感知分为感知过程、博弈过程、分配过程、传输过程四个过程，具体包括以下步骤：

步骤1：每个感知用户向每个未被主用户占领的信道传输一个较小数据同时对该信道进行感知，得到此信道传输过程的传输时延T_ij，和能量消耗E_ij；传输时延T_ij包括感知用户i感知信道j的传输时延，能量消耗E_ij包括感知用户i感知信道j的能量消耗；

步骤2：实施博弈过程，具体步骤如下：

步骤2.1：根据上一步的感知过程得到的第i个感知用户向第j个信道感知过程中传输时延T_ij以及能量消耗E_ij，定义第i个感知用户对于第j个信道感知时候的消耗指数为其两者相对于传输时延T_ij和能量消耗E_ij的加权相加和，即为：所述c为感知用户的总数量；

步骤2.2：每个感知用户选择消耗指数最小的信道进行传输，所述选择消耗指数最小的信道过程使所有感知用户形成一个纳什均衡，每一个感知用户改变选择都会降低自己的获益以及所有人获益平均期望；

步骤3：利用二分最优匹配算法计算所有信道与感知用户的最优匹配传输对；

步骤4：成功交互的感知用户在此信道进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种认知无线电网络多用户多信道频谱感知优化方法，其特征在于所述利用二分最优匹配算法计算所有信道与感知用户的最优匹配传输对，具体步骤如下：

步骤3.1：建立一张二分图，将所有感知用户加入集合A，将所有信道加入集合B，所有感知用户与信道建边，感知节点x和信道y之间边权值设置为1/W_xy，设置L_x和L_y为对应感知节点x和信道y的标记量，L_x初始化为感知用户在步骤2中信道选择的信道对应能量消耗倒数1/W_ij，L_y初始化为0，信道匹配标记Match_i初始化为-1，表明未被匹配；

步骤3.2：每个感知节点利用匈牙利算法寻找最大匹配，具体步骤如下：

步骤3.2.1：给每个信道设置一个松弛量Slock，将其设置为inf，所述inf是用户设置的正无穷值；

步骤3.2.2：当前感知节点以及信道访问标记值vis初始化为假，表示其未被访问；

步骤3.2.3：寻找增广路，具体步骤如下：

步骤3.2.3.1：对于当前感知节点，标记其访问标记值vis为真，表示其已被访问；

步骤3.2.3.2：对于每个未被访问的信道，设一个增广标记量t，具体计算增广标记量t为感知节点标记量L_x和信道标记量L_y和减去其消耗指数的倒数1/W_xy，即t＝L_x+L_y-1/W_xy时，进入步骤3.2.3.3，否则对于已被访问的信道，跳到步骤3.3；

步骤3.2.3.3：对于当前信道，标记其访问标记值vis为真；

步骤3.2.3.4：如果当前信道未被配对，即信道的配对标记值Match_y为-1时，重新进入步骤3.2.3判断与当前信道配对的感知用户依然存在增广路，返回当前存在增广路，并且当前信道与当前感知用户配对，信道y的匹配标记值Match_y设置为当前感知用户x，即Match_y＝x；

步骤3.2.4：当增广标记量t不等于0并且增广标记量小于信道松弛量，即当前信道Slock＞t时，信道松弛量等于增广标记量，即当前信道松弛量Slock＝t；

步骤3.2.5：如果判断当前感知用户不存在增广路，则跳到步骤3.3；

步骤3.2.6：寻找增广标记未被标记的节点中，所有信道松弛量最小的Slock为最小信道松弛量minSlock；

步骤3.2.7：对每个已访问过的感知用户，即访问标记值vis为真的感知用户，将其感知用户标记量L_x减去minSlock，即L_x＝L_x-minSlock；

步骤3.2.8：对每个已访问过信道，将其感知用户标记量加上最小信道松弛量minSlock，即L_y＝L_y+min Slock，若没有已访问过信道，其松弛量减去minSlock，即Slock_y＝Slock_y-minSlock，重新跳回步骤3.2.3继续寻找增广路；

步骤3.3：对于每个已配对的信道，其信道匹配标记值Match_i即为与其配对的感知用户，将这些感知用户和信道进行交互，即建立传输链接。