1.一种基于区块链的非对称信息下的协作频谱感知方法,其特征在于,包括:
次要用户根据主要用户与协作感知用户之间的信噪比以及协作感知用户自身的抽样样本数,确定出协作感知用户的类型;次要用户通过制定合同,来揭示每个协作感知用户的类型,在不完全信息情况下,次要用户不知道协作感知用户的感知报告的数据类型,从协作感知用户的观察和统计信息获取协作感知用户属于某类型的概率,其中,从协作感知用户的观察和统计信息获取协作感知用户属于某类型的计算公式表示为:θn=αSn+(1‑α)γn
其中,θn表示协作感知用户n的感知性能类型;α表示权重系数;Sn表示协作感知用户n自身的抽样样本数,γn表示主要用户与协作感知用户n之间的信噪比;
根据对应的协作感知用户类型,结合协作感知用户的个人理性约束和激励兼容约束,构建出最大期望效用函数模型;所述最大期望效用函数模型表示为:s.t.
(a)θmη(Rm)‑ρVm>0
(b)θmη(Rm)‑ρVm>θmη(Rj)‑ρVj
(c)
(d)
其中,USU表示次要用户的效用函数;M表示当前次要用户所对应的协作感知用户类型个数;λm表示从协作感知用户的观察和统计信息获取协作感知用户属于θm类型的概率;|N|表示为参与协作频谱感知的协作感知用户的数量;Vm表示在θm类型下感知数据的价值函数;Rm表示在θm类型下支付的资金数目;θm表示协作感知用户的类型m;η(Rm)表示在θm类型下协作感知用户关于奖励的评估函数;ρ表示为产生所需感知数据价值关联的单位价格成本;Vj表示在θj类型下感知数据的价值函数;Rj表示在θj类型下支付的资金数目;θj表示协作感知用户的类型j;RM表示在θM类型下支付的资金数目;θM表示协作感知用户的类型M;Rmax表示最大支付报酬;约束(a)和约束(b)分别表示个人理性约束和激励兼容约束,约束(c)确保了协作感知费用不会超过最大支付报酬Rmax,约束(d)表示制定的资金报酬Rm随类型θm是单调增加的;
利用优化求解方式对所述最大期望效用函数模型进行求解,计算出协作感知用户所对应的报酬;根据个人理性约束的单调性,将M个约束(a)减少为一个约束(a),根据激励兼容约束的单调性,将M(M‑1)个约束(b)减少为M个约束(b),并更新得到感知数据的价值函数;
通过移除单调约束(d)得到更新后的最大期望效用函数模型,利用对偶分解方法,通过引入拉格朗日乘子并运用KKT条件,计算出协作感知用户所对应的报酬;
所述更新后的最大期望效用函数模型表示为:
其中, λi表示从协作感知用户的观察和统计信息获取协作
感知用户属于θi类型的概率;θi表示协作感知用户的类型i;λM表示从协作感知用户的观察和统计信息获取协作感知用户属于θM类型的概率;η(RM)表示在θM类型下协作感知用户关于奖励的评估函数;
感知数据的价值函数的计算公式包括:
对于第m个协作感知用户的感知价值即在θm类型下感知数据的价值函数定义为:
其中,β代表感知报告价值的增长速度;κ为固定常数,κ表示理想最佳的感知类型;
次要用户根据协作感知用户的类型以及所对应的报酬制定出多类型的智能合约;协作感知用户依照不同类型的智能合约(Rm,Vm),每个协作感知用户在选择适合自己类型的智能合约时都会获得最大的报酬;
将制定出的智能合约发布到区块链平台,并由区块生成用户验证;将验证后的智能合约部署在区块链上;
根据协作感知用户类型选择出对应的智能合约,并按照该智能合约所确定出的报酬完成协作感知;
协作感知用户根据自身的感知效用函数和抽样样本数、信噪比的类型计算得到自身最优的智能合约,在选择的智能合约签署上自身的数字签名,智能合约生效,次要用户查询智能合约签署的结果,将资金转移到签署的智能合约中;次要用户通知感知指令,全部协作用户开始感知主要用户频谱是否在使用,将感测到的检测概率与虚警概率上传到智能合约;
智能合约通过一段自执行的代码,对于在不了解各个协作感知用户的信噪比与抽样样本数的情况下,对类型较高的智能合约进行数据融合;智能合约作为次要用户与协作感知用户之间的信任纽带,将各自期望的目标转移给双方,有效的促成了次要用户与协作感知用户两方的交易,最终协作感知用户得到期望的报酬,次要用户获得了频谱感知的结果;
协作感知用户根据自身的感知效用函数表示为:
UCSUi(Rm,Vm)=θmη(Rm)‑ρVm
其中,UCSUi(Rm,Vm)表示第i个协作感知用户的效用函数;η(Rm)函数是协作感知用户关于奖励的评估函数,关于Rm严格增加的凸函数。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的非对称信息下的协作频谱感知方法,其特征在于,所述将制定出的智能合约发布到区块链平台,并由区块生成用户验证;将验证后的智能合约部署在区块链上包括次要用户按照智能合约上协作感知用户所对应的报酬,对协作感知用户给予对应的报酬;将该智能合约发布到区块链平台后由区块生成用户节点进行验证;验证通过后将该智能合约部署在区块链上,并且为该智能合约赋予一个要调用的唯一地址,协作感知用户调用该地址,得到由次要用户制定的智能合约,从中选择适合自己类型的智能合约,便开始按照智能合约上的要求执行频谱感知,将感知得到的结果返回给智能合约中,智能合约自动执行相关操作,把报酬转移给协作感知用户,感知结果返回给次要用户。