[发明专利]一种认知无人机网络中高效的频谱共享方法及系统

权利要求书

1.一种认知无人机网络中高效的频谱共享方法，其特征在于，所述认知无人机网络中高效的频谱共享方法包括：

第一步，当无人机飞行至保护区外时，发生漏检且主用户接收机收到的无人机信号功率与主用户信号功率之比大于一定门限时，主用户接收机掉线，hybrid模式下，无人机发射功率和感知性能联合调整以满足掉线概率约束；

第二步，多架无人机的感知信号发送给中心无人机，中心无人机判决主用户空闲与否；软信息融合策略下，通过对感知时间和无人机发射功率的联合优化使得网络吞吐量最大化；

第三步，硬判决融合策略下，对感知时间、中心无人机判决门限和无人机发射功率的联合优化使得无人机系统吞吐量最大化。

2.如权利要求1所述的频谱共享方法，其特征在于，所述第一步包括：时，无人机能以P_S,max发射信号且满足得到为：

令当d_PS≥L⁺，无人机能够以最大功率发射信号；

Hybrid模式分析：当无人机飞至保护区域外且满足L＜d_PS＜L⁺时，采用hybrid模式，当发生漏检且PR收到的无人机信号功率与主用户信号功率的比值大于预设值δ时，PR将会掉线，hybrid模式下PR的掉线概率计算：

无人机发射功率和感知性能联合调整以满足掉线概率约束；当无人机发射功率大于时，使用hybrid模式。

3.如权利要求1所述的频谱共享方法，其特征在于，所述第二步包括：软信息融合策略下的感知和功率优化S-OSP算法，以无人机系统吞吐量最大为目标联合优化感知时间和无人机发射功率，在S-OSP算法中，☆(m)表示第m次迭代时的☆值，其中☆可能是感知时间τ，UAV发射功率或是吞吐量Φ_s；在初始化时，将P_S设为P_S,max，Φ_s设为0；当Φ_s(m+1)-Φ_s(m)小于等于容忍度时，算法迭代结束。

4.如权利要求3所述的频谱共享方法，其特征在于，当算法迭代结束时，得到收敛的最优值τ^*和当时，有当0＜τ＜T-Nt_r时，有当τ＝τ^*时，是功率P_S维度上的最大值；当时，是时间τ维度上的最大值。

5.如权利要求1所述的频谱共享方法，其特征在于，所述第三步包括：中心无人机门限的优化，给定τ时，π₁Q_M,hΥ₂(T-τ-Nt_r)是固定的值，Φ_h最大化问题可简化为Q_F,h最小化问题，利用Neyman-Pearson准则，得到：

给定k值时，D_i＝1对中心无人机判决主用户存在有贡献，D_i＝0对中心无人机判决主用户空闲有贡献；所有无人机的能量检测门限相同，均为λ_h，能够得到Q_M,h是λ_h的单调递增函数，当集合Ξ₁中只有一个元素时，Q_M,h达到最大，唯一可能的情形是D_i＝1；lnk选择为令表示满足的能量检测器门限，对于任意的正数Δ，有若能量检测器门限为不可能找到一个集合Ξ₁满足是满足的下界；

当Ξ包含除了[0,0,…,0]外的所有的D值时，Q_M,h达到最小，lnk应选择为令表示满足的能量检测器门限，对于任意的正数值Δ，有若能量检测器门限为不可能找到一个集合Ξ满足是满足的上界；

得到λ_h的变化范围是lnk的变化范围是(Z⁺,Z⁺⁺]，其中