[发明专利]基于博弈论和进化计算的认知无线电频谱分配方法

摘要

本发明公开一种认知无线电频谱分配方法，主要解决现有技术中通信用户之间相互干扰较大，通信容量较低的问题。其方法步骤为(1)通信用户分配无线电通信频谱；(2)更新通信用户无线电通信频谱；(3)建立通信矩阵；(4)对通信矩阵进行迭代更新；(5)寻找评价值最高的通信矩阵(6)分配无线电通信频谱。本发明结合了博弈论方法与进化计算方法，降低了通信用户之间的信号干扰，增加了通信系统的总信道容量，同时本发明可快速输出无线电通信频谱分配方法，满足了快速分配无线电频谱的需求。

主权项

一种基于博弈论和进化计算的认知无线电频谱分配方法，一个通信网络存在多个通信用户，多个可用无线电通信频谱，每个用户节点包括一个信号接收机和一个信号发射机，具体步骤如下：(1)通信用户分配无线电通信频谱：通信用户随机分配无线电通信频谱；(2)更新通信用户无线电通信频谱：采用博弈论方法，更新通信用户无线电通信频谱；(3)判断更新通信用户无线电通信频谱次数是否等于100，如果是，执行步骤(4)；否则，执行步骤(2)；(4)产生通信矩阵：(4a)对通信用户在[1,N]范围内依次进行标记，对通信频谱在[1,K]范围内依次进行编码，建立一个N维的通信矩阵，按照通信用户标记从小到大的顺序，依次存入与通信用户对应的无线电通信频谱编码，其中K表示无线电通信频谱总数，N表示通信用户总数；(4b)将通信矩阵数加1；(5)判断通信矩阵数是否等于10，如果是，执行步骤(6)；如果否，执行步骤(1)；(6)获得通信矩阵适应度的最大值：使用进化计算evolutionary algorithm方法，更新通信矩阵，获得通信矩阵适应度的最大值，并记录对应的通信矩阵；所述的进化计算evolutionary algorithm方法的步骤如下：第一步，采用如下潜函数公式，计算通信矩阵的评价值：其中，P表示通信矩阵的评价值，Ui表示通信矩阵所对应用户节点i的效用函数，N表示用户节点的总数；第二步，对通信矩阵进行免疫克隆、变异、选择操作，更新通信矩阵；第三步，寻找通信矩阵的评价值最大值，记录与该评价值最大值对应的通信矩阵；第四步，将更新通信矩阵次数加1；(7)判断更新通信矩阵次数是否等于100，如果是，执行步骤(8)；否则，执行步骤(6)；(8)分配无线电通信频谱：按照通信矩阵适应度最大值所对应的通信矩阵进行无线电通信频谱的分配，其中通信矩阵每一维按顺序分别代表标记1到N的用户，每一维的数字代表编码1到K的无线电通信频谱。