[发明专利]通信与计算一体化认知云网络中用户分组设计方法及系统

权利要求书

1.通信与计算一体化认知云网络中用户分组设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将K个认知用户根据任务截止期限进行排序形成认知用户的优先级偏好表，设置任务截止期限的参考值τ_min,τ_mid,τ_max，将参与博弈的认知用户更新后按照任务截止期限降序排序；

S2、根据步骤S1设置的任务截止期限的参考值τ_min,τ_mid,τ_max，将优先级偏好表中的认知用户一一比对，并根据比对结果设置对应的第一参考分组，第二参考分组以及第三参考分组，三个独立的参考分组具体为：

认知用户优先级偏好表中第k个任务截止期限低于参考值τ_min的CU组成组，作为第一参考分组；任务截止期限接近参考值τ_mid的CU组成组，作为第二参考分组；任务截止期限大于等于τ_max的认知用户(CUs)组成组，作为第三参考分组，将剩余的认知用户(CUs)根据优先级偏好表的排序，依次做出分组决策，选择加入某个分组中，第f个CU加入某个分组中对应的收益具体为：

其中，∝_l,f为认知用户分组后组内的功率分配系数，h_CU为认知用户的信道增益，为认知用户k的发送功率，为认知用户f的发送功率，P_l^p为主要用户的发送功率，h_PU,CU为主要用户与认知用户之间的信道增益，σ为噪声的variance；

S3、根据所有认知用户各自的任务截止时间进行初次分组决策，将截止时间小于τ_min的用户选择加入步骤S2设置的第一参考分组，将截止时间在τ_min与τ_max之间的用户加入步骤S2设置的第二参考分组，剩余的用户加入步骤S2设置的第三参考分组；同时计算每个认知用户在对应组中各自的收益并发送；

S4、将步骤S3的第一参考分组、第二参考分组和第三参考分组中每组的集成控制器根据步骤S3接收到的收益信息计算同一个组中认知用户的平均收益并将平均收益广播至所有参与者；组内认知用户根据各自的收益与平均收益进行比较，组内保留个人所得收益大于平均收益的认知用户，将小于平均收益的认知用户离开当前分组；当所有认知用户均确定分组后，形成稳定的用户组群，完成用户分组设计；

如果第一参考分组、第二参考分组和第三参考分组中对应组内认知用户的收益大于所在组的平均收益，形成临时用户分组，进行组内最优功率分配；

如果第一参考分组、第二参考分组和第三参考分组中对应组内认知用户收益小于所在组的平均收益，则对应的认知用户选择离开当下的分组，寻找可达到最高平均收益的组加入；

所有认知用户均确定分组后，即每个组内用户收益均大于等于所在组平均收益或不存在比当前组收益更高的分组，用户组对达到稳定状态，形成稳定的用户组群，完成多用户组对设计。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，认知用户的优先级偏好表具体为：

对所有的认知用户，在方法开始前，将所有认知用户根据需要处理任务的截止期限作为依据进行排序；任务截止期限最短的认知用户执行方法的优先级最高。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，平均收益具体为：

其中，为组内用户的收益之和，为该组内认知用户的总数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，如果认知用户没有找到分组，返回步骤S2重构认知用户的优先级偏好表。

5.一种通信与计算一体化认知云网络中用户分组设计系统，其特征在于，包括：

初始模块，将K个认知用户根据任务截止期限进行排序形成认知用户的优先级偏好表，设置任务截止期限的参考值τ_min,τ_mid,τ_max，将参与博弈的认知用户更新后按照任务截止期限降序排序；

分组模块，根据初始模块设置的任务截止期限的参考值τ_min,τ_mid,τ_max，将优先级偏好表中的认知用户一一比对，并根据比对结果设置对应的第一参考分组，第二参考分组以及第三参考分组，三个独立的参考分组具体为：

认知用户优先级偏好表中第k个任务截止期限低于参考值τ_min的CU组成组，作为第一参考分组；任务截止期限接近参考值τ_mid的CU组成组，作为第二参考分组；任务截止期限大于等于τ_max的认知用户(CUs)组成组，作为第三参考分组，将剩余的认知用户(CUs)根据优先级偏好表的排序，依次做出分组决策，选择加入某个分组中，第f个CU加入某个分组中对应的收益具体为：

其中，∝_l,f为认知用户分组后组内的功率分配系数，h_CU为认知用户的信道增益，为认知用户k的发送功率，为认知用户f的发送功率，P_l^p为主要用户的发送功率，h_PU,CU为主要用户与认知用户之间的信道增益，σ为噪声的variance；

计算模块，根据所有认知用户各自的任务截止时间进行初次分组决策，将截止时间小于τ_min的用户选择加入分组模块设置的第一参考分组，将截止时间在τ_min与τ_max之间的用户加入分组模块设置的第二参考分组，剩余的用户加入分组模块设置的第三参考分组；同时计算每个认知用户在对应组中各自的收益并发送；

设计模块，将分组模块的第一参考分组、第二参考分组和第三参考分组中每组的集成控制器根据分组模块接收到的收益信息计算同一个组中认知用户的平均收益并将平均收益广播至所有参与者；组内认知用户根据各自的收益与平均收益进行比较，组内保留个人所得收益大于平均收益的认知用户，将小于平均收益的认知用户离开当前分组；当所有认知用户均确定分组后，形成稳定的用户组群，完成用户分组设计；

如果第一参考分组、第二参考分组和第三参考分组中对应组内认知用户的收益大于所在组的平均收益，形成临时用户分组，进行组内最优功率分配；

如果第一参考分组、第二参考分组和第三参考分组中对应组内认知用户收益小于所在组的平均收益，则对应的认知用户选择离开当下的分组，寻找可达到最高平均收益的组加入；

所有认知用户均确定分组后，即每个组内用户收益均大于等于所在组平均收益或不存在比当前组收益更高的分组，用户组对达到稳定状态，形成稳定的用户组群，完成多用户组对设计。