專利名稱：一種基于社交網(wǎng)絡和博弈論的認知無線電頻譜共享模型的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于認知無線電技術(shù)領域，特別涉及一種基于社交網(wǎng)絡和博弈論的認知無線電頻譜共享模型。
背景技術(shù)：
頻譜共享是認知無線電系統(tǒng)中有效利用頻譜空隙以提高頻譜利用率和協(xié)調(diào)多用戶頻帶接入的關鍵技術(shù)。目前國內(nèi)外研究人員已經(jīng)提出很多種認知無線電頻譜共享模型，如基于經(jīng)濟學拍賣機制的、基于經(jīng)濟學博弈論的、動態(tài)租賃的、生物學啟發(fā)的、跨層優(yōu)化的頻譜共享模型等。在基于經(jīng)濟學拍賣機制的頻譜共享模型中，定價機制被引入到授權(quán)用戶和非授權(quán)用戶的頻譜使用協(xié)商中，目標是最大化授權(quán)用戶 的收益同時避免非授權(quán)用戶之間的不正當競爭。在基于經(jīng)濟學博弈論的頻譜共享模型中，博弈論被用來建模和分析非授權(quán)用戶通過競爭與合作共享授權(quán)用戶的頻帶，達到資源的優(yōu)化利用(Nash均衡)。在動態(tài)租賃的頻譜共享模型中，授權(quán)用戶根據(jù)非授權(quán)用戶的請求，適當調(diào)高干擾容限，以獲得更多的收益。在生物學啟發(fā)的頻譜共享模型中，基于種群自適應任務分配模型，每個非授權(quán)用戶分布式地選擇合適的信道進行通信。在跨層優(yōu)化的頻譜共享模型中，作者綜合考慮頻帶非均勻性、干擾約束和流量需求等條件，提出頻帶分配方案。這些模型在某種意義上都可以讓非授權(quán)用戶共享授權(quán)用戶的頻帶而且不對授權(quán)用戶造成有害干擾。然而，它們很少考慮授權(quán)用戶和非授權(quán)用戶之間的社會關系，難以適應個性化的頻譜共享環(huán)境。實際上授權(quán)用戶和非授權(quán)用戶往往屬于不同的社區(qū)。在不對自身造成有害干擾的條件下，授權(quán)用戶顯然更樂意將頻帶讓給和其有更好社會關系的非授權(quán)用戶共享。社交網(wǎng)絡是探討網(wǎng)絡節(jié)點之間的社會學關系以及大型網(wǎng)絡社會屬性的新興學科，已經(jīng)在無線自組織網(wǎng)絡設計、對等網(wǎng)絡流媒體傳輸、入侵檢測等領域得到初步應用。社交網(wǎng)絡在現(xiàn)實生活中普遍存在，如社交網(wǎng)站Facebook將全世界非常多的用戶連接在一起共享信息和資源。這些用戶之間有一定的社會關系如親戚、朋友、同事等。因此可以用社交網(wǎng)絡對授權(quán)用戶和非授權(quán)用戶之間的社會關系進行建模。近年來，研究人員在認知無線電協(xié)作頻譜感知過程中引入了信任機制，以去除數(shù)據(jù)不可靠性和惡意用戶發(fā)送虛假數(shù)據(jù)的不利影響。授權(quán)用戶與非授權(quán)用戶之間的社會關系也涉及到信任問題，但是和上述信任機制有很大差別。社會關系中的信任指的是授權(quán)用戶對非授權(quán)用戶共享其頻帶的心理上認可，而協(xié)作感知信任機制更多代表的是數(shù)據(jù)安全方面的含義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于結(jié)合社交網(wǎng)絡和認知無線電頻譜共享的各自特點，克服已經(jīng)提出的頻譜共享模型難以適應個性化的頻譜共享環(huán)境的缺陷，提出一種基于社交網(wǎng)絡和博弈論的認知無線電頻譜共享模型，它比已經(jīng)提出的頻譜共享模型更能適應個性化的頻譜共享環(huán)境。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案如下
一種基于社交網(wǎng)絡和博弈論的認知無線電頻譜共享模型，通過社交網(wǎng)絡對授權(quán)用戶與非授權(quán)用戶之間的社會關系進行建模，提取影響授權(quán)用戶與非授權(quán)用戶頻譜共享的關鍵參數(shù)，然后結(jié)合頻譜共享的特點基于博弈論確定共享頻帶的非授權(quán)用戶。本發(fā)明采用社交網(wǎng)絡建模的方法提取社會關系參數(shù)，確定共享頻帶的非授權(quán)用戶部分則結(jié)合頻譜共享的特點。授權(quán)用戶與非授權(quán)用戶之間的社會關系可以用以下參數(shù)表征激勵因子、信譽因子、優(yōu)先級因子和公平性因子。激勵因子表征非授權(quán)用戶與授權(quán)用戶
之間的熟識程度，取值范圍是丨<U|。非授權(quán)用戶與授權(quán)用戶之間的熟識程度越高，激勵因子
的值就越大。信譽因子表征非授權(quán)用戶借用授權(quán)用戶的頻帶后，當授權(quán)用戶要重新使用該
頻帶時是否能及時退出，取值范圍是itu]。非授權(quán)用戶越能及時退出授權(quán)用戶的頻帶，信譽
因子的值就越大。優(yōu)先級因子表征非授權(quán)用戶的優(yōu)先級差別，取值范圍是ioj。非授權(quán)用戶的優(yōu)先級越高，優(yōu)先級因子的值越大，授權(quán)用戶越要優(yōu)先將頻帶讓給他共享。公平性因子用來平衡非授權(quán)用戶的頻譜使用機會。當一個非授權(quán)用戶獲得一次頻譜使用機會以后，下次他不參與競爭頻譜使用機會，公平性因子值為1，直到所有非授權(quán)用戶都獲得一次頻譜使用機會或者沒有合適的非授權(quán)用戶供授權(quán)用戶挑選，他重新參與競爭，公平性因子值為O。根據(jù)上述技術(shù)方案，在提取社會關系參數(shù)的基礎上，實現(xiàn)一種基于博弈論的頻譜共享方案，步驟如下
(I)非授權(quán)用戶在共享授權(quán)用戶的頻帶時對授權(quán)用戶的干擾要在授權(quán)用戶可以忍受的范圍內(nèi)，即不造成有害干擾。這可以用主用戶接收端的信干比約束衡量，定義為
權(quán)利要求
1.一種基于社交網(wǎng)絡和博弈論的認知無線電頻譜共享模型，其特征在于通過社交網(wǎng)絡對授權(quán)用戶與非授權(quán)用戶之間的社會關系進行建模，以提取影響授權(quán)用戶與非授權(quán)用戶頻譜共享的關鍵參數(shù)(公平性因子、信譽因子、激勵因子和優(yōu)先級因子)，然后結(jié)合頻譜共享的特點制定基于博弈論的頻譜共享方案，最終確定每個非授權(quán)用戶共享頻帶的量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于社交網(wǎng)絡和博弈論的認知無線電頻譜共享模型，其特征在于在授權(quán)用戶與非授權(quán)用戶之間社會關系的基礎上，實現(xiàn)一種基于博弈論的頻譜共享方案，步驟如下(1)非授權(quán)用戶在共享授權(quán)用戶的頻帶時對授權(quán)用戶的干擾要在授權(quán)用戶可以忍受的范圍內(nèi)，即不造成有害干擾；這可以用主用戶接收端的信干比約束衡量，定義為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于社交網(wǎng)絡和博弈論的認知無線電頻譜共享模型，其特征在于通過社交網(wǎng)絡對授權(quán)用戶與非授權(quán)用戶之間的社會關系進行建模，以提取影響授權(quán)用戶與非授權(quán)用戶頻譜共享的關鍵參數(shù)(公平性因子、信譽因子、激勵因子和優(yōu)先級因子)，然后結(jié)合頻譜共享的特點制定基于博弈論的頻譜共享方案，最終確定每個非授權(quán)用戶共享頻帶的量值。
文檔編號H04W16/14GK103002455SQ20121038599
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者陳宏濱, 趙峰, 葉進, 李曉歡 申請人:陳宏濱, 東南大學, 桂林電子科技大學