[发明专利]一种认知无线电网络中的接纳控制方法

权利要求书

1.一种认知无线电网络中的接纳控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）获取马尔科夫模型的系统参数，根据马尔科夫模型求出带有接纳控制概率的稳态概率；

（2）由步骤（1）得到的带有接纳控制概率的稳态概率，在满足下列非线性规划问题的前提下，使吞吐率最大：

（A1）一级用户PUs的碰撞率p_col(π)≤门限值

（A2）二级用户SUs的掉线率p_drop(π)≤门限值

（A3）ΜΤ(π)·p(π)＝0；

其中，ΜΤ(π)·p(π)＝0是马尔科夫模型的平衡方程和归一化方程的矩阵联合表示，ΜΤ(π)是转移矩阵，p(π)是带有CAC概率的稳态概率，π是接纳控制概率向量；

（3）根据最佳信道感知长度(n_c^*,n_s^*)，随机选择感知信道集，确定感知到的信道个数；

（4）SUs将感知到的信道个数发给基站，基站根据当前的状态和最佳接纳控制概率，决定SUs是否接入信道；

（5）如果新到的PUs挤占SUs占用的信道，则返回步骤（3），如果新到的PUs占用空闲信道，则过程结束。

2.如权利要求1所述的认知无线电网络中的接纳控制方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述系统参数包括：一级信道PCs个数c₁，二级信道SCs个数c₂，错检率p_md，虚警率p_fal，新到SUs和切换SUs能够感知到的最大PCs数量n_c和n_s，以及SUs的掉线率和正在服务中的PUs的碰撞率的门限值和

3.如权利要求1或2所述的认知无线电网络中的接纳控制方法，其特征在于，所述步骤（2）进一步包括如下步骤：

（2-1）确定最佳接纳控制概率π^*；

（2-2）由最佳接纳控制概率确定最佳信道感知长度(n_c^*,n_s^*)。

4.如权利要求3所述的认知无线电网络中的接纳控制方法，其特征在于，所述步骤（2-1）进一步包括如下步骤：

（2-1-1）初始化接纳控制概率向量π^(t)＝0，其中，t＝0；

（2-1-2）寻找最佳可行方向，进一步包括如下步骤：

（2-1-2-1）如果(pcol(π(t))<Pcol(pu))]]>且(pdrop(π(t))<Pdrop(su))]]>且||▿Rsu(π(t))||<ϵ1,]]>则π^*＝π^(t)，过程结束；

（2-1-2-2）如果(pcol(π(t))<Pcol(pu))]]>且(pdrop(π(t))<Pdrop(su))]]>且||▿Rsu(π(t))||<ϵ1,]]>则则执行步骤（2-1-4）；

（2-1-2-3）如果(pcol(π(t))=Pcol(pu))]]>或(pdrop(π(t))=Pdrop(su)),]]>则执行步骤（2-1-3）；

其中，是认知无线电网络的吞吐率R^su(π^(t))在点π^(t)处的梯度，π^(t)为第t次迭代的接纳控制概率，为吞吐率的梯度，其中，-1≤d_m≤1，m＝1,2,…,n_π，n_π是部分观察的初始状态数，p_d^(t)为第t次迭代的吞吐率的梯度，ε₁＞0为吞吐率迭代的误差限；

（2-1-3）在满足下列线性规划问题的前提下，确定最佳可行方法(p_d^*,η_t)：

(B1)-(▿Rsu(π(t)))Tpd≤η;]]>

（B2）如果(pcol(π(t))=Pcol(pu)),(▿pcol(π(t)))Tpd≤η,]]>

如果(pdrop(π(t))=Pdrop(su)),(▿pdrop(π(t)))Tpd≤η;]]>

其中，p_d^*为最佳可行方向，η＜0为最佳可行方向的吞吐率、掉线率和碰撞率迭代的上限，η_t为η的最小值，和分别是PUs的碰撞率p_col(π^(t))和SUs的掉线率p_drop(π^(t))在点π^(t)处的梯度；

（2-1-4）在满足下列线性规划问题的前提下，确定最佳可行方向上的最佳步长λ^*，使吞吐率最大：其中，λ为最佳可行方向上的步长，

λ‾=sup{λ|p1col(π(t)+λpd(t))≤Pcol(pu),pdrop(π(t)+λpd(t))≤Pdrop(su)};]]>

（2-1-5）π^(t)＝π^(t)+λp_d^(t)，t=t+1，如果接纳控制概率向量的迭代步长Δ＜ε₀，其中，ε₀＞0为接纳控制概率向量迭代步长的上界，则返回步骤（2-1-2），否则，过程结束。