Page 40 - 网络电信2023年4月刊
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解   决  方  案

            是ｑ ０ ，那么次用户ｉ位置的接收信噪比ＳＮＲ ｉ 的公式如下：                     即最优信道选择方法已转换为一个分配问题                ［１２］ ，可利用改进
                                                                 的匈牙利算法实现无线光通信网络的最优信道选择。
                                                              (1)    2.2.1改进的匈牙利算法
                各个次用户检测不同无线光通信网络信道过程中，次用户                            改进的匈牙利算法相比匈牙利算法可简化计算过程，减少
            接收端得到的信噪比均不一致，原因是无线光通信网络信道功                          使用空间内存，利于计算机求解           ［１３－１４］ 。 匈牙利算法内的效
            率衰落系数α ｉｊ 与各个主用户的发射功率Ｐ ｊ 均不一致。  限制                   率矩阵属于一个ｎ阶方阵，位于不同行与不同列中的ｎ个元素
            目标检测概率的情况下，可提升能量检测法的性能，增强次用                          恰好属于ｎ阶方阵的对角线元素，求解分配问题最优解的算法
            户的接收信噪比      ［８］ ，缩短次用户需要的检测时间，降低虚警                  即获取对角线元素等于零的方法            ［１５］ 。  改进的匈牙利算法就
            概率  ［９］ ；在次用户的接收信噪比低的情况下，可降低能量检                      是对效率矩阵对角线元素等于零的方法实施改进。改进的匈牙
            测法的性能，提升虚警概率；延长次用户需要的检测时间，可                          利算法具体步骤如下：
            降低虚警概率 ［１０］ 。  综上所述，各个次用户感知不同无线光                         步骤１：令各行内呈现零元素，公式如下：
            通信网络信道过程中所需的检测时间均不一致。                                                                                (4)
                2.2信道的最优选择方法                                         步骤２：令各列内呈现零元素，公式如下：
                感知各个次用户选取不同无线光通信网络信道的组合能使                                                                        (5)
            整个次用户无线光通信网络的吞吐量受到影响，选取最优的感                              步骤３：按顺序排列各行，在效率矩阵Ｖ的第ｂ（ｂ＝
            知信道   ［１１］ ，才能确保整个次用户无线光通信网络的吞吐量最                    １，２，…，ｎ）列元素与第ｂ，ｂ＋１，…，ｎ行内选择最
            大，利用改进匈牙利算法作为最优信道选择方法。                               小元素Ｖ ａ０ｂ ，并更换ａ ０ 行元素和ｂ行元素，最小元素Ｖ ａ０ｂ
                各个次用户检测不同信道过程中，次用户接收端的信噪比                        的选择公式如下：
            均不一致，因此，以最优化检测时间为出发点，Ｂ个次用户检                                                                          (6)
            测Ｃ个信道得到的最大吞吐量可按照接收信噪比预测获取，即                              利用步骤３能够令各列内的零元素（最小元素）出现在
            最大吞吐量矩阵  Ａ Ｂ，Ｑ 由  Ｂ×Ｃ个最大吞吐量组建而成。  利                  ｎ  阶方阵对角线中。如果选择的最小元素超过两个，那么最
            用改进的匈牙利算法感知为各个次用户分配的各个信道，确保                          小元素是这部分最小元素所处行内与第ｎ个元素内较大元素相
            整个次用户无线光通信网络得到的归一化吞吐量最大。  最大吞                        应的元素；如果第ｎ个元素也一致，那么最小元素是与第ｎ－
            吐量矩阵Ａ Ｂ，Ｃ 的公式如下：                                     １  个元素内较大元素相应的元素，同理，如果这部分最小元素
                                                                 内后面每行相应的元素均一致，那么最小元素是这部分最小元
                                                                 素所处行内与第ｂ－１个元素内较小元素相应的元素；如果第
                                                                 ｂ－１个元素一致，那么最小元素是与前一个元素内较小元素
                                                                 相应的元素；同理，如果这部分最小元素所处行的相应元素都
                                                             (2)  一致，那么可随机选择一个最小元素所在行替换第ｂ行元素。
                令无线光通信网络信道选择因子是Ｔ ｉ，ｊ ，若次用户ｉ最                     步骤４：检验效率矩阵Ｖ ａｂ 是否等于０，如果Ｖ ａａ ＝  ０（ａ
            后选取感知无线光通信网络信道ｊ，那么Ｔ ｉ，ｊ ＝１，若次用                       ＝１，２，…，ｎ） ，那么获取最优解，结束操作，如果Ｖ ａａ
            户ｉ最后未感知无线光通信网络信道ｊ，那么Ｔ ｉ，ｊ ＝０。因                       ≠０（ａ＝１，２，…，ｎ） ，那么继续步骤５；
            此，无线光通信网络多用户多信道情况下的最优信道选择问题                              步骤５：按顺序排列各列，排序方法与步骤３一致，仅须
            可由式（３）表示，公式如下：                                       将行与列相互交换，“后面”  更换成“下面”，“前”更换成
                                                                 “上” ；
                                                                     步骤６：如果  Ｖ ａａ ＝０（ａ＝１，２，…，ｎ）  ，那
                                                            (3)  么获取最优解，结束操作，如果Ｖ ａａ ≠０（ａ＝１，２，…，
                无线光通信网络多用户多信道环境下的最优信道选择方                         ｎ），那么继续步骤７；
            法必须符合式（３）条件，代表各个次用户仅可选取感知一个                              步骤７：Ｖ ａｂ ＝Ｖ ｂｂ －Ｖ ａａ ，ａ，ｂ＝１，２，…，ｎ；
            信道，同时一个信道仅可分配到一个次用户，避免出现干扰情                              步骤８：如果Ｖ ａｂ ＞０，ａ，ｂ＝１，２，…，ｎ，那么
            况。                                                   转至步骤６，如果Ｖ ａｂ ＜０，ａ，ｂ＝１，２，…，ｎ，那么
                无线光通信网络的最优信道选择方法共分为两个步骤，具                        使Ｖ ｂｋ ＝Ｖ ａｂ －Ｖ ａｋ ，ｂ＝１，２，…，ｎ，转至步骤１。
            体步骤如下：                                                   改进的匈牙利算法主要分为两个部分，一部分是根据更换
                步骤１：通过检测时间最优化方案可降低预测获取整个次                        矩阵内的行与列将零元素排列在对角线上；另一部分是检验最
                                                                 优解，在整个Ｖ ａａ ＝０的情况下，表示分配问题获取最优解。
            用户和其所选无线光通信网络信道的组合得到的最大吞吐量Ｒ ｉ
            ｊ 的难度，组建最大吞吐量矩阵Ａ Ｂ，Ｃ  ；                                  2.2.2基于改进的匈牙利算法的最优信道选择方法
                步骤２：无线光通信网络多用户多信道情况下信道选择问                            利用改进的匈牙利算法解决无线光通信网络多用户多信道
            题由双向图描绘，其中Ｂ个次用户与Ｃ个信道属于一定的。                           情况下感知信道分配问题         ［１６］ ，可降低无线光通信网络的最优
                综上所述，无线光通信网络的最优信道选择方法就是获取                        信道选择方法的复杂性，避免出现随机性的现象                 ［１７］ ，具体步
            最大化全体次用户无线光通信网络归一化吞吐量的分配方法，                          骤如下：

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