[发明专利]一种认知无线网络中分布式多用户动态频谱接入方法

摘要

本发明公开了一种认知无线网络中分布式多用户动态频谱接入方法，该方法如下：步骤一、构建系统模型，所述系统模型为：小区中的n个授权用户和k个认知用户共享b个信道；其中：n、k和b取不为零的自然数，且n和b的取值相等；k＞n；步骤二、采用DQN算法对认知用户进行频谱选择和接入，具体为：设定初始Q函数，设定每一个认知用户作为一个执行者，每一个执行者按照DQN算法进行动作选择，即从b个信道中选择一个进行传输，计算系统的平均效用值，采用演进博弈理论设定奖赏值；然后训练神经网络，用神经网络作为函数逼近器，得到更新后的Q函数；步骤三、继续执行步骤二，直至得到的系统容量趋于定值。在高频谱需求情况下，频带利用率高。

主权项

1.一种认知无线网络中分布式多用户动态频谱接入方法，其特征在于，该方法如下：步骤一、构建系统模型，所述系统模型为：小区中的n个授权用户和k个认知用户共享b个信道；其中：n、k和b取不为零的自然数，且n和b的取值相等；k＞n；步骤二、采用DQN算法对认知用户进行频谱选择和接入，具体为：设定初始Q函数，设定每一个认知用户作为一个执行者，每一个执行者按照DQN算法进行动作选择，即从b个信道中选择一个进行传输，计算系统的平均效用值，采用演进博弈理论设定奖赏值；然后训练神经网络，用神经网络作为函数逼近器，得到更新后的Q函数；步骤三、继续执行步骤二，直至得到的系统容量趋于定值；系统的平均效用值为计算过程如下：首先确定每个认知用户的传输效用值u_i，1≤i≤k，具体为：采用信噪比作为效用值：且第i个认知用户独占信道p；       则：其中：SNR_i表示第i个认知用户获得的信噪比；y_p为信道p上授权用户的状态；为1时表明该信道被授权用户占用，为0时表明该信道未被授权用户占用；S_i为第i个认知用户发送的信号功率；N_p为信道p的噪声功率；S_i‑为与第i个认知用户选择同一信道的其他用户发送的信号功率总和；所述采用演进博弈理论确定奖赏值的过程如下：采用复制动态方程设置奖赏值：其中：ε为影响演进速度的因子；x_i表示与第i个用户选择相同信道的认知用户占总认知用户的比值；u表示群体中选择接入信道的个体所得的期望效用，群体指的是所有k个认知用户的集合；为群体平均期望效用；奖赏值函数的设置如下：其中：r为奖赏值；表示与第i个用户选择相同信道的认知用户占总认知用户的比值的变化率；当变化率大于等于0时，则奖赏值为+1；变化率小于0时，则奖赏值为‑1。