[发明专利]一种认知无线电网络的动态信道接入方法

权利要求书

1.一种传输时限下认知无线电网络动态信道接入方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤1、确定主用户(PU)在每个时隙下的状态转移概率矩阵P；

步骤1中的PU具体为在每个时隙下的状态转移概率矩阵P具体为：

信道的状态空间为c＝{0,1}，其中0表示信道已被PU占用，1表示信道是空闲的，基于双状态Markov链对信道状态进行建模，其中α表示状态0至状态1的转移概率，β表示状态1至状态0的转移概率，π＝{π₀,π₁}是矩阵P的稳态概率向量，满足：πP＝π,π₀+π₁＝1，两者的值分别为：

π₀为信道状态处于0时的稳态概率，π₁则是信道状态处于1时的稳态概率；

步骤2、确定马尔可夫决策过程的相关参数，所述相关参数包括：描述在时隙t的开始时刻，网络中剩余的等待数据发送的次用户(SUs)数量s_t(n_t,v_t,c_t)；描述在时隙t的开始时刻，当网络处于状态s_t(n_t,v_t,c_t)时，SUs接入信道的接入概率的行为在时隙t+1的开始时刻，网络处于状态s_t+1(n_t+1,v_t+1,c_t+1)的转移概率以及描述在时隙t的开始时刻，当网络处于状态s_t(n_t,v_t,c_t)时，网络中已经成功完成数据传输的SUs数量增量期望的奖励v_t表示t时隙下猜测得到的等待数据发送的SUs数，n_t表示真实的等待数据发送的SUs数，c_t＝{0,1}；

步骤2中的马尔可夫决策过程的相关参数的确定方法具体为：

步骤2-1、确定马尔可夫决策过程的决策时间，D为数据分组的传输时限，满足D∞，即有限时域马尔可夫决策过程；在该有限时域马尔可夫决策过程中，网络在时隙t＝0,1,...D-1做出决策，在时隙t＝D结束决策；

步骤2-2、确定状态s_t∈S＝{(v_t,n_t,c_t)}，满足：s_t∈S＝{(v_t,n_t,c_t)},t∈[0,D]，S为有限、离散的状态空间，N为网络中的SUs数量，其中v_t，0≤v≤V，表示t时隙下猜测得到的等待数据发送的SUs数，n_t，0≤n≤N，表示真实的等待数据发送的SUs数，c_t＝{0,1}；假设初始V＝N；

步骤2-3、确定行为满足：表示0到1之间均匀分布的抽样；

步骤2-4、确定转移概率转移概率计算公式为：

当猜测的等待数据发送的SUs数为v_t，真实的等待数据发送的SUs数为n_t时，模型假设在t时隙接入的SUs为k_t，根据对观测的猜测以及k_t的值可以猜测得到下一时隙的等待数据发送的用户数v_t+1，如下所示：

步骤2-5、确定奖励奖励的计算公式为：

步骤3、利用逆向归纳法，确定网络中时隙t至时隙D之间已经成功完成数据传输的SUs数量增量之和的期望u_t(s_t)，计算过程为：

步骤3-1、设置迭代参数t＝D，对于期望u_D(s_D)＝r_D(s_D)；

步骤3-2、设置t＝t-1，对于计算期望u_t(s_t)如下：

步骤3-3、如果t＝0，则停止迭代，否则继续执行步骤3-2；

步骤4、根据网络中时隙t至时隙D之间已经成功完成数据传输的SUs数量增量之和的期望u_t(s_t)来确定网络的近优可靠性指标P_rel(V,N,D)；

网络近优可靠性性能计算过程如下：根据时隙t至时隙D之间已经成功完成数据传输的SUs数量增量之和的期望u_t(s_t)，确定网络近优可靠性指标P_rel(V,N,D)，计算公式为：

P_rel(V,N,D)＝(π₀u₀(V+1,N+1,0)+π₁u₀(V+1,N+1,1))/N。