[发明专利]基于匹配博弈的全双工认知无线电网络信道分配方法

权利要求书

1.基于匹配博弈的全双工认知无线电网络信道分配方法，其特征在于，同一时刻每个信道只允许一个次用户传输数据，该方法包括步骤(1)至(8)：

(1)定义初始情况下，所有信道均处于未被分配的状态，并将所有信道归入未匹配信道集合；

(2)根据每个信道最多可以被分配的次用户数量，将所有次用户进行组合，并选取不大于指定数量的次用户组合构成次用户组合集合；

(3)计算各个信道对其相应的次用户组合的吞吐量，对每个信道，根据吞吐量对自己的次用户组合进行升序或降序排序，建立该信道对其次用户组合的用户偏好列表；对每个次用户组合，根据吞吐量对相应的信道进行升序或降序排序，建立该次用户组合的信道偏好列表；

计算各个信道对其相应的次用户组合的吞吐量的具体步骤为：

1)定义允许在信道n传输数据的次用户SU_n，1在感知阶段接收到的信号功率y_n，1为：

其中，u_n，1表示次用户SU_n，1的高斯噪声，p_n表示主用户PU_n的信号，h_n，1是主用户PU_n到次用户SU_n，1的瑞利信道，表示主用户PU_n与次用户SU_n，1之间的信道增益，w_n表示信道n残留的自干扰项，和分别表示信道n中次用户SU_n，1的自干扰的压缩级别和次用户SU_n，1的功率，H₀₀表示主用户和次用户都没有在使用信道，H₀₁表示次用户没有在使用信道而主用户在使用信道，H₁₀表示次用户在使用信道而主用户没有在使用信道，H₁₁表示主用户和次用户同时在使用信道；

2)定义其他不允许在信道n传输数据的次用户SU_n，j(j≠1)在感知阶段接收到的信号功率为：

其中，s_n是SU_n，1的信号，表示SU_n，1和SU_n，j之间的信道增益，h_n，j表示从PU_n到SU_n，j之间的瑞利信道，h_n，1j表示从SU_n，1到SU_n，j之间的瑞利信道；

3)定义单个时隙中，次用户SU_n，j接收到的平均功率的统计量为：

其中，N_s表示在一个时隙中的采样数，f_s表示采样频率，N_s＝f_sT；

4)定义每个次用户SU_n，j的漏检率和误警率分别为：

其中，X表示SU_n，1的状态，X＝0表示SU_n，1没有发送数据；X＝1表示SU_n，1正在发送数据；表示SU_n，j的检测阈值，H_X1和H_X0分别表示主用户PU_n的状态为活跃和安静；

5)定义“OR”规则下合作感知对应的漏检率和误警率：

其中，K_n表示被分配感知信道n的次用户集合；

6)给定一个漏检率P_n，m的值，计算SU_n，j的漏检率和误警率：

其中，表示漏检率，表示误警率；表示从PU_n到SU_n，j的信噪比，表示由SU_n，1引起的干扰与噪声的比值，表示PU_n的信号功率；

7)计算信道n对应的吞吐量：

其中，全局的漏检率和误警率表示为和

(4)获取未分配信道集合中的第一个信道n₀，判断信道n₀的用户偏好列表是否为空；若为空，则将n₀从未匹配信道集合中去除，返回步骤(4)；若不为空，则执行步骤(5)；

(5)获取n₀用户偏好列表中吞吐量最大值对应的次用户组合T，判断次用户组合T是否被其他信道占用；若未被占用，则执行步骤(6)；若次用户组合T或者T中一个次用户已经被分配给另一个信道n′，则执行步骤(7)；

(6)将次用户组合T分配给信道n₀，分配后，将信道n₀从未匹配信道集合中移除，将次用户组合T从信道n₀的偏好列表中移除；

(7)将信道n′和信道n₀进行比较，若在次用户组合T的偏好列表中，信道n′对应的吞吐量小于信道n₀对应的吞吐量，则执行步骤(6)，同时将信道n′添加到未分配信道集合中，并且将次用户组合T从信道n′的偏好列表中移除，转到步骤4；若在次用户组合T的偏好列表中，信道n′对应的吞吐量大于信道n₀对应的吞吐量，则将次用户组合T从信道n₀的偏好列表中移除，转入步骤(5)；

(8)重复执行步骤(4)至(6)，直到未匹配信道集合为空。