【目的】针对认知无线电网络(Cognitive Radio Network, CRN)中传统频谱共享机制局限于次级用户(Secondary User, SU)单一overlay模式接入的缺陷,提出一种基于信息年龄(Age of Information, AoI)联合优化的动态频谱共享模型(...
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【目的】针对认知无线电网络(Cognitive Radio Network, CRN)中传统频谱共享机制局限于次级用户(Secondary User, SU)单一overlay模式接入的缺陷,提出一种基于信息年龄(Age of Information, AoI)联合优化的动态频谱共享模型(AoI-Optimized Spectrum Sharing, AISS)。【方法】该模型创新性地融合overlay与underlay双模混合接入机制,允许SU根据实时信道状态及主用户(Primary User, PU)活动性,自适应选择频谱接入策略,以实现系统级AoI最小化目标。为解决SU部分可观测环境下的序列决策问题,将频谱共享建模为部分可观测马尔可夫决策过程(Partially Observable Markov Decision Process, POMDP),并设计基于双重去噪深度Q网络(Dueling Double Deep Q-Network, D3QN)的强化学习算法,通过解耦动作优势函数与状态价值函数,有效缓解传统DQN的动作过估计偏差。【结果】仿真实验基于NS-3平台构建动态CRN场景,结果表明:相较于单一overlay基线方案,AISS模型在SU频谱接入机会提升了46.2%,验证了混合接入机制与AoI驱动策略的协同优化效能。【结论】所提出的AISS模型通过双模混合接入机制与基于D3QN的优化策略,成功解决了传统频谱共享中模式单一与信息时效性不足的问题,为动态CRN环境下的自适应资源分配提供了新的技术路径。
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