本发明专利技术涉及一种带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法、装置及计算机可读存储介质，所述方法包括以下步骤：配备全双工天线，对带内全双工节点建立不同协同操作模式，获取节点切换和传输成本，并获取平均功率约束的干扰源；根据所述平均功率约束的干扰源，获取带内全双工的反应扫描干扰源，根据所述反应扫描干扰源、节点的切换和传输成本，确定节点不同协同操作模式的防御策略；根据所述节点不同协同操作模式的防御策略，确定对抗干扰的策略，根据所述对抗干扰的策略，获取期望回报最大化效用对应的最佳防御策略以及平均回报效用的最佳防御策略。本发明专利技术提供的方法，提高了带内全双工认知无线网络的干扰抑制能力。双工认知无线网络的干扰抑制能力。双工认知无线网络的干扰抑制能力。
【技术实现步骤摘要】
一种带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法及装置
[0001]本专利技术涉及带内全双工认知无线网络
，尤其涉及一种带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法、装置及计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]无线网络中的“双工”指两个系统相互通信的能力，即两个系统都能进行数据传输和接收。通过结合带内全双工，可以大大增强信道感知功能，允许用户在发送数据时在相同频带和/或不同频带上同时接收数据。带内全双工系统的应用跨越不同领域，旨在将发射器与连续感知的接收器组合在一起，包括具有对称发送和接收负载的无线中继，用于数据回传的双向链路以及多个节点组成的可变大小的网络拓扑等。
[0003]在认知无线网络中，动态频谱访问策略代替了效率低下的传统静态频谱管理。把带内全双工技术集成到认知无线网络中，可以探索提高频谱利用率和网络容量的新维度，带来新的网络架构和协议设计。随着自我干扰抑制/消除技术的发展，带内全双工认知无线网络可以最大程度减少数据丢失，无需中断传输进行信道感知，提高频谱利用率，增加整体网络容量。这些带内全双工优势，是以增加能耗和增加硬件复杂性为代价。尽管带内全双工无线电使无线链路的吞吐量增加一倍，与带外全双工相比，其却更容易受到干扰。现有带内全双工认知无线网络的干扰抑制能力较差。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，有必要提供一种带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法、装置及计算机可读存储介质，用以解决现有带内全双工认知无线网络的干扰抑制能力较差的问题。
[0005]本专利技术提供了一种带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法，包括以下步骤：
[0006]配备全双工天线，对带内全双工节点建立不同协同操作模式，获取节点切换和传输成本，并获取平均功率约束的干扰源；
[0007]根据所述平均功率约束的干扰源，获取带内全双工的反应扫描干扰源，根据所述反应扫描干扰源、节点的切换和传输成本，确定节点不同协同操作模式的防御策略；
[0008]根据所述节点不同协同操作模式的防御策略，确定对抗干扰的策略，根据所述对抗干扰的策略，获取期望回报最大化效用对应的最佳防御策略以及平均回报效用的最佳防御策略。
[0009]进一步地，所述对带内全双工节点建立不同协同操作模式，具体包括：对带内全双工节点建立传输接收或传输检测协同操作模式，所述传输检测协同操作模式为一个节点仅从另一个节点接收数据包。
[0010]进一步地，根据所述平均功率约束的干扰源，获取带内全双工的反应扫描干扰源，具体包括：
[0011]根据平均功率约束的干扰源，确定功率受限的带内全双工反应扫描干扰源，将反
应扫描干扰源、节点间的攻击和防御策略当作军备竞赛；在每轮军备竞赛中，扫描干扰源得到节点更新策略；若干扰源未在信道上发现任何行动，则离开信道并继续当前扫描周期；若干扰源得到节点在每轮军备竞赛中对固定扫描模式的响应，则修改策略。
[0012]进一步地，所述节点更新策略，具体包括：
[0013]切换信道预期当前信道的干扰攻击，干扰源识别干扰信道上的节点行动，若干扰源和节点在同一信道，干扰源连续干扰，直到节点跳变到不同信道。
[0014]进一步地，根据所述反应扫描干扰源、节点的切换和传输成本，确定节点不同协同操作模式的防御策略，具体包括：
[0015]若由于干扰攻击造成传输接收模式协同操作模式传输失败，节点会再次受到攻击，在下一个时隙切换到传输检测协同操作模式；节点完全获取反应扫描干扰源的扫描模式，可以最小的切换成本规避干扰，每个扫描周期；当干扰源扫描信道并在新信道上以传输接收模式协同操作模式运行，则节点跳变，节点获得最高平均吞吐量；
[0016]节点学习扫描干扰源的策略，估计在当前时隙发生干扰的概率，若概率超过预设值，则主动退出信道；在每个时隙，节点决定保持还是退出当前信道以及协同操作模式；节点的最佳政策在信道上以传输接收协同操作模式运行，在设定时隙后切换到传输检测协同操作模式。
[0017]进一步地，根据所述节点不同协同操作模式的防御策略，确定对抗干扰的策略，具体包括：
[0018]定义状态空间和行动空间，将带内全双工无线电与干扰源之间的相互作用表示为随机约束零和马尔可夫博弈，采用跳频作为对抗干扰的策略，将状态空间中的状态表示为时隙结束时节点传输的结果；
[0019]将行动空间中的行动表示为节点与上一个时隙所使用的信道相同并以传输检测协同操作模式行动、节点跳变到新的随机选择信道并以传输检测协同操作模式行动、节点停留在同一信道上并以传输接收协同操作模式行动或者节点跳变到新的随机选择信道并以传输接收协同操作模式行动；节点根据当前状态采取行动，依据马尔可夫链进行转换。
[0020]进一步地，根据所述对抗干扰的策略，获取期望回报最大化效用对应的最佳防御策略，具体包括：
[0021]通过针对干扰源的政策，计算马尔可夫决策过程的回报和转移概率，获得节点的最优政策并得到期望回报的效用最大化的贝尔曼方程，使用值迭代获取期望回报最大化效用对应的最佳防御策略。
[0022]进一步地，根据所述对抗干扰的策略，获取平均回报效用的最佳防御策略，具体包括：
[0023]将带内全双工节点与干扰源之间的交互表示为约束零和马尔可夫博弈，带内全双工节点在跳变之前停留在同一信道，直至一定数量的时隙后产生跳变，从约束零和马尔可夫博弈的均衡中确定节点的跳变时间和协同操作模式。
[0024]本专利技术还提供了一种带内全双工认知无线网络自我干扰抑制装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法。
[0025]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，
所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：通过配备全双工天线，对带内全双工节点建立不同协同操作模式，获取节点切换和传输成本，并获取平均功率约束的干扰源；根据所述平均功率约束的干扰源，获取带内全双工的反应扫描干扰源，根据所述反应扫描干扰源、节点的切换和传输成本，确定节点不同协同操作模式的防御策略；根据所述节点不同协同操作模式的防御策略，确定对抗干扰的策略，根据所述对抗干扰的策略，获取期望回报最大化效用对应的最佳防御策略以及平均回报效用的最佳防御策略；提高了带内全双工认知无线网络的干扰抑制能力。
附图说明
[0027]图1为本专利技术提供的带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法的流程示意图；
[0028]图2为本专利技术提供的具有两个全双工功能的天线拓扑结构示意图；
[0029]图3为本专利技术提供的配备了全双工天线的次用户基站体系结构图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：配备全双工天线，对带内全双工节点建立不同协同操作模式，获取节点切换和传输成本，并获取平均功率约束的干扰源；根据所述平均功率约束的干扰源，获取带内全双工的反应扫描干扰源，根据所述反应扫描干扰源、节点的切换和传输成本，确定节点不同协同操作模式的防御策略；根据所述节点不同协同操作模式的防御策略，确定对抗干扰的策略，根据所述对抗干扰的策略，获取期望回报最大化效用对应的最佳防御策略以及平均回报效用的最佳防御策略。2.根据权利要求1所述的带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法，其特征在于，所述对带内全双工节点建立不同协同操作模式，具体包括：对带内全双工节点建立传输接收或传输检测协同操作模式，所述传输检测协同操作模式为一个节点仅从另一个节点接收数据包。3.根据权利要求1所述的带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法，其特征在于，根据所述平均功率约束的干扰源，获取带内全双工的反应扫描干扰源，具体包括：根据平均功率约束的干扰源，确定功率受限的带内全双工反应扫描干扰源，将反应扫描干扰源、节点间的攻击和防御策略当作军备竞赛；在每轮军备竞赛中，扫描干扰源得到节点更新策略；若干扰源未在信道上发现任何行动，则离开信道并继续当前扫描周期；若干扰源得到节点在每轮军备竞赛中对固定扫描模式的响应，则修改策略。4.根据权利要求1所述的带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法，其特征在于，所述节点更新策略，具体包括：切换信道预期当前信道的干扰攻击，干扰源识别干扰信道上的节点行动，若干扰源和节点在同一信道，干扰源连续干扰，直到节点跳变到不同信道。5.根据权利要求2所述的带内全双工认知无线网络自我干扰抑制方法，其特征在于，根据所述反应扫描干扰源、节点的切换和传输成本，确定节点不同协同操作模式的防御策略，具体包括：若由于干扰攻击造成传输接收模式协同操作模式传输失败，节点会再次受到攻击，在下一个时隙切换到传输检测协同操作模式；节点完全获取反应扫描干扰源的扫描模式，可以最小的切换成本规避干扰，每个扫描周期；当干扰源扫描信道并在新信道上以传输接收模式协同操作模式运行，则节点跳变，节点获得最高平均吞吐量；节点学习扫描干扰源的策略，估计在当前时隙发生干扰的概率，若概率超过...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦航，杨强，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：
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