一种基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知方法技术

技术编号:21917087 阅读:36 留言:0更新日期:2019-08-21 13:23
本发明专利技术提出了一种基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知方法,包括:构建基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知系统模型,将融合中心与次用户分别建模为领导者和从属者;确定参与各频段感知任务的次用户集合;对于频段集中的任一任务以及频段参与的次用户集合,融合中心发布初始报酬;计算次用户的效用,基于效用最大原则确定感知时间;次用户在感知时间内进行频段感知,将感知数据传送至融合中心;计算融合中心的效用,根据效用最大原则更新报酬,直到融合中心的效用值不变,得到最终判决结果。该方法在领导者博弈中,融合中心给次用户发布最优的报酬值;在从属者博弈中,着重考虑剩余能量对次用户的影响,次用户在所给报酬下改变感知时间以获得最优的效用。

A Stackelberg Game-based Multi-Task Cooperative Spectrum Sensing Method

【技术实现步骤摘要】
一种基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知方法
本专利技术属于通信
,具体涉及一种多任务协作的频谱感知方法。
技术介绍
随着用户对高速数据传输需求的不断增加,频谱资源稀缺的问题日益严重,由于传统的固定频谱分配方法频谱效率非常低,动态频谱接入技术和认知无线电(cognitiveradio,简称CR)应运而生,旨在解决频谱效率低下的问题。在认知无线电中,次用户被允许在主用户空闲的时候使用主用户的无线电资源,因此,有必要对主用户的频谱进行频谱感知。次用户对主用户的授权频段进行感知,得到频谱的占用情况,但是在信噪比很低的情况下,单用户检测性能比较差,因此需要多用户进行协作频谱感知。群智感知(CrowdSensing)是通过分布的个体收集样本的一种感知范式,基于智能手机等智能设备中的传感器,参与者可以收集数据并上传到服务器,服务器再对参与者的数据进行处理。合理的群智感知激励机制可以提高用户参与积极性。群智感知激励机制可以激励用户参与,与频谱感知的场景结合,可以得到更准确的频谱信息。现有技术中也有将群智感知和频谱感知结合的,但是大部分只考虑了一个主用户的频段,有的虽然考虑了多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:S1、构建基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知系统模型,Stackelberg博弈模型分为两层,融合中心是领导者,对于要感知的频段向次用户发布任务,次用户是从属者,每个次用户能感知所有频段,但同时只能感知一个频段;S2、确定参与各频段感知任务的次用户集合TASKj;S3、对于频段集中的任一任务j以及频段参与的次用户集合TASKj,融合中心发布初始报酬,初始化平台的最大效用U0max为0;S4、TASKj中的所有次用户根据报酬以及其他次用户的感知时间计算自己在不同感知时间下的效用,选择...

【技术特征摘要】
1.一种基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:S1、构建基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知系统模型,Stackelberg博弈模型分为两层,融合中心是领导者,对于要感知的频段向次用户发布任务,次用户是从属者,每个次用户能感知所有频段,但同时只能感知一个频段;S2、确定参与各频段感知任务的次用户集合TASKj;S3、对于频段集中的任一任务j以及频段参与的次用户集合TASKj,融合中心发布初始报酬,初始化平台的最大效用U0max为0;S4、TASKj中的所有次用户根据报酬以及其他次用户的感知时间计算自己在不同感知时间下的效用,选择使效用最大的感知时间作为感知时间;S5、不断重复步骤S4直到两次迭代的次用户效用差值不变,达到均衡,得到当前报酬下的感知时间,次用户根据该感知时间计算出对应的检测概率,并将检测概率传送至融合中心;S6、融合中心计算在当前报酬下的效用,如果该效用高于U0max,则将该报酬赋给U0max,在最大报酬值Rmax的限制下以步长μ增加报酬值,发布该新的报酬并重复步骤S4、S5和S6,直到融合中心的效用值不变;S7、将步骤S6中得到的融合中心效用最高的报酬作为最终的报酬,次用户根据该报酬决定最终的感知时间并将感知后的数据上传给融合中心。2.根据权利要求1所述的多任务协作频谱感知方法,其特征在于,在频谱感知中次用户采用能量检测的方法感知主用户的频谱,次用户i对主用户j的频段的检测概率为其中,pf为次用户i虚警概率,γij为次用户i感知主用户j频段的信噪比,tij为次...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱琦张小盈
申请(专利权)人:南京邮电大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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