[发明专利]一种能量采集绿色认知无线电的频谱感知方法

摘要

本发明提供的是一种能量采集绿色认知无线电的频谱感知方法。一，建立能量采集绿色认知无线电的频谱感知系统模型；二，初始化种群；三，对所有种群中的所有量子个体的适应度进行评价；四，分别对每一个种群内部的量子个体进行混合量子差分演化；五，在迭代次数满足一定的条件下比较每个种群之间的全局最优解，如果全局最优解均相同，对种群内的个体进行灭绝处理；六，如果进化没有终止，返回步骤四，否则执行步骤七；七，终止迭代，输出任意种群的全局最优量子个体的量子态，根据映射规则将其映射为可行解。本发明旨在联合获得最优的能量采集因子与信道感知数目，在次用户所需吞吐量已知的条件下，寻求系统的最小能量采集率，实现绿色通信的理念。

主权项

1.一种能量采集绿色认知无线电的频谱感知方法，其特征是：步骤一，建立能量采集绿色认知无线电的频谱感知系统模型，具体包括：采用能量采集‑频谱感知‑数据传输即SST的时隙结构，所述时隙结构将一个时隙划分为三个时隙片段，分别用于能量采集、频谱感知与数据传输，每个时隙的总时间是T，能量采集因子为ρ，用于能量采集的时间片段长度为ρT，设感知信道数目为q，感知一个信道的时间花销为T_s，用于频谱感知的时间长度为qT_s，剩下的时隙片段用于数据传输；将基于SST的时隙结构引入能量采集技术后，若每个时隙次用户需要获得的系统吞吐量为R，其能量采集率X(ρ,q)为：其中E_s为探测一个信道所花费的能量，M是可用信道数；信道状态满足参数为p的Bernoulli分布，p为信道空闲的概率，从而M是参数为(q,p)的二项分布随机变量，其期望值为：E[M]＝qp能量采集率最小值优化问题方程如下：约束条件为：ρ‑qE_s/TX(ρ,q)≥0，1‑ρ‑qT_s/T≥0，0≤ρ≤1其中q∈{0,1,2,…,N}，N表示所能感知信道的最大数目，ρ‑qE_s/TX(ρ,q)≥0与1‑ρ‑qT_s/T≥0为约束条件，用以确保频谱感知过程既不会消耗完所有的能量也不会消耗完所有的剩余时间；定义如下惩罚函数：其中和是惩罚因子，并且[x]⁺＝max{x,0}；步骤二，初始化种群；步骤三，对所有种群中的所有量子个体的适应度进行评价；步骤四，针对每一个种群，分别对其内部的量子个体进行混合量子差分演化；步骤五，比较每个种群之间的全局最优解，如果全局最优解均相同，对种群内的个体进行灭绝处理；步骤六，如果进化没有终止，返回步骤四，否则执行步骤七；步骤七，终止迭代，输出任意种群的全局最优量子个体的量子态，根据映射规则将其映射为可行解，作为认知无线电频谱感知的方案。