分布式认知无线网络基于联盟博弈的频谱分配方法组成比例

本发明专利技术公开一种分布式认知无线网络基于联盟博弈的频谱分配方法，主要解决现有技术在认知无线网络不能充分利用综合化和整体局部的思想分配空闲频段的问题。其方法步骤为：检测空闲频段、计算次用户效用值、建立稳定联盟、选择联盟管理者、融合数据、更新次用户信任值、分配空闲频段、更新次用户信任值。本发明专利技术充分结合认知无线网络的特点，使用信任值、参与值和需求值综合表示次用户的效用值，提高了次用户对空闲频段的满意程度和网络的服务质量；将次用户划分成联盟进行频谱资源分配，提高了空闲频段的利用率和频谱分配的公平性；通过更新次用户信任值，降低了恶意次用户对网络的负面影响。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种分布式认知无线网络基于联盟博弈的频谱分配方法，包括如下步骤：?(1)检测空闲频谱：?1a)将首次参与频谱分配过程的次用户信任值的初始值设定为0.5，将次用户参与值的初始值设定为0；?1b)次用户将接受的其他次用户传输的数据存贮于自身存储空间中；?1c)次用户扫描需要传输的数据内容末尾，获得传输数据所需的带宽，传输数据所需的功率和传输数据所需的时间；?1d)次用户使用自身天线，检测授权用户频段的无线电信号能量；当检测的授权用户信号能量大于检测门限值时，授权用户占用频段，次用户将本地频段表中被占用频段的状态值设定为0；反之，频段为空闲状态，次用户将本地频段表中空闲频段的状态值设定为1；?1e)次用户采用测试信号方法，获得空闲频段的最大可容忍功率；?1f)次用户采用时间预测方法，获得空闲频段的空闲时间；?1g)次用户查询频谱列表，获得空闲频段的带宽；?(2)计算次用户效用值：?2a)按照下式计算次用户的需求值：?其中，N表示次用户的需求值，b表示次用户传输数据所需的带宽，p表示次用户传输数据所需的功率，d表示次用户传输数据所需的时间；?2b)使用单纯型法计算次用户的效用值；?(3)建立稳定联盟：?3a)将每个次用户设定为一个联盟；?3b)按照下式计算每个联盟的整体效用值；?其中，S表示每个联盟的整体效用值，∑表示求和符号，k表示每个联盟中次用户的数目，i表示1到k之间的任意正整数，V表示每个联盟中次用户的效用值；?3c)将每每相邻的联盟合并成一个联盟，按照步骤3b)整体效用值公式，计算合并后联盟的整体效用值；?3d)判断合并后联盟的整体效用值，是否小于参与合并联盟中其中一个联盟的整体效用值，若小于，则取消合并，否则，执行步骤3e)；?3e)将合并后含有至少两个次用户的联盟中信任值最高的次用户分裂为一个联盟，将分裂前联盟中其余的次用户分裂为的另一个联盟，按照步骤3b)整体效用值公式，计算分裂后每个联盟的整体效用值；?3f)判断分裂所得的两个联盟的整体效用值，是否都小于分裂前联盟的整体效用值，若都小于，则取消分裂，否则，执行步骤3g)；?3g)重复步骤3c)、步骤3d)、步骤3e)、步骤3f)，直至所有联盟都无法继续合并或分裂；?3h)计算每个联盟内所有次用户需求值的平均值，将平均值作为当前状态联盟内每个次用户的需求值；?(4)选择联盟管理者：?对每个联盟，选择联盟内信任值最高的次用户作为该联盟的管理者；?(5)数据融合：?5a)每个次用户将本地频段表发送给联盟管理者；?5b)联盟管理者按照融合公式计算所有的本地频谱表中频段的状态值，并将状态值存入网络频谱表中；?5c)联盟管理者将网络频段表发送给联盟内所有次用户；?(6)更新次用户信任值：?每个次用户对比本地频段表中频段的状态值和联盟管理者发送的网络频段表中与之对应的频段状态值；当次用户本地频段表中频段的状态值与联盟管理者发送的网络频段表中相应频段的状态值不相同时，将次用户前一状态的信任值的0.5倍作为当前状态次用户的信任值；?(7)分配空闲频段：?7a)按照下式计算次用户与空闲频段的匹配度：?其中，Y表示次用户与空闲频段的匹配度，B表示空闲频段的带宽，b表示次用户传输数据所需的带宽，Q表示空闲频段的最大可容忍功率，p表示次用户传输数据所需的功率，D表示空闲频段的空闲时间，d表示次用户传输数据所需的时间；?7b)判断匹配度Y是否大于0.5，若是，表示次用户与空闲频段匹配，执行步骤7c)；反之，表示次用户与空闲频段不匹配，执行步骤7d)；?7c)将空闲频段分配给与其匹配的次用户中信任值最高的次用户；?7d)重复步骤7a)、步骤7b)、步骤7c)，直至所有空闲频段都分配给次用户；?(8)更新次用户信任值：?8a)次用户在分配到的空闲频段传输数据，记录传输数据时实际的功率和时间；?8b)若次用户传输数据时实际的时间和功率都小于所需的时间和功率，则将步骤(6)中次用户信任值的1.5倍作为当前状态的次用户信任值；反之，将步骤(6)中次用户信任值的0.5倍作为当前状态的次用户信任值；?8c)重复步骤(1)至步骤(8)，直至所有的次用户中都没有需要传输的数据。?dest_path_FSB00001095427500011.tif,dest_path_FSB00001095427500021.tif,dest_path_FSB00001095427500031.tif...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴庆祺，李子，李钊，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：