[发明专利]人工物理优化的认知无线电网络频谱分配方法

摘要

本发明涉及一种人工物理优化的认知无线电网络频谱分配方法，主要解决现有技术频谱分配效率不高的问题，其实现步骤为：（1）得到频谱的空闲矩阵、收益矩阵、干扰矩阵；（2）将频谱分配矩阵编码映射为人工物理优化中的一个微粒，确定适应度评价函数；（3）初始化种群，设定相关参数；(4)微粒修正及计算适应度值；（5）判断是否达到最近进化代数，如果是，则将最优微粒解码映射为频谱分配矩阵的形式，得到最佳的频谱分配矩阵；否则，转步骤（6）；（6）计算每个微粒所受合力；（7）计算微粒运动并更新；（8）进化代数增加，返回步骤（4）。本发明采用的人工物理方法具有参数较少，收敛速度较快的优点，能更好地实现网络收益最大化。

主权项

一种人工物理优化的认知无线电网络频谱分配方法，其特征在于：它包括以下步骤：（1）根据频谱感知结果，得到频谱的空闲矩阵、收益矩阵、干扰矩阵；（2）将要求解的频谱分配矩阵映射为人工物理中的微粒，确定适应度评价函数；（3）种群初始化，设定相关参数：设进化代数为0，随机初始化规模大小为的种群，对每个长度为的微粒，表示为，随机初始化每一位为0或1；设微粒的初始速度，最优微粒的质量设为；设置万有引力常数,最大进化代数为；（4）微粒修正及计算适应度值：对种群中的每个微粒执行修正微粒操作，得到满足约束条件的种群；根据适应度函数，计算微粒适应值，并选出适应值最大的最优微粒；（5）终止条件判断：如果算法达到最大进化次数,算法终止, 将最优微粒进行编码映射为频谱分配矩阵的形式，即得到了最佳的频谱分配；否则,转步骤（6）；（6）计算微粒所受合力：1）根据式子计算每个微粒的质量：其中，，表示微粒的质量，最好微粒的质量设为，为大于１的正常数；2) 根据下式计算微粒所受其它微粒的作用力：其中，为微粒对微粒的作用力，  3） 根据下式计算微粒所受合力：（7） 计算微粒运动并更新：其中：为惯性权重（），设定，是一个服从（0，1）正态分布的随机变量；其中：是任意产生的一个[0，1]的随机数;（8）进化代数，转步骤（4）。