(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210871108.2 (22)申请日 2022.07.23 (71)申请人 华北电力大 学 地址 102206 北京市昌平区北农路2号 (72)发明人 刘松　吴青青　薛贸方　王亮　 张慧　蔡小雨　 (74)专利代理 机构 衡阳市科航专利事务所(普 通合伙) 43101 专利代理师 邹小强 (51)Int.Cl. H04B 17/382(2015.01) H04B 17/391(2015.01) G06Q 10/04(2012.01) G06F 17/18(2006.01) G06Q 50/06(2012.01)G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 虚拟电厂中认知无线电的协作频谱感知优 化方法 (57)摘要 虚拟电厂中认知无线电的协作频谱感知优 化方法， 包括如下步骤， 建立虚拟电厂中认知无 线电的协作频谱感知模型； 利用改进蝠鲼觅食优 化算法优化虚拟电厂中认知无线电的协作频谱 感知模型； 确定数学模型更新位置； 计算更新位 置适应度的最优值及其对应的权重因子值； 引入 GBO算法中的本地转义运算符改进蝠鲼觅食优化 算法确定数学模型更新位置： 设置随机参数rand <pr=0.5时则采用GBO算法中的本地转义运算 符， 根据最优值及对应的权重因子值的梯度指定的 方向更新每个代理位置； 计算更新位置后的更新 最优值及对应的位置： 根据迭代次数和最大迭代 次数判断是否达到优化结果。 本方法通过引入认 知无线电技术， 提高了频谱利用率和通信质量， 降低了经济损失和通信成本 。 权利要求书6页 说明书14页 附图5页 CN 115242331 A 2022.10.25 CN 115242331 A 1.虚拟电厂中认知无线电的协作频谱感知优化方法， 其特 征是： 包括如下步骤， 步骤1： 建立虚拟电厂中认知无线电的协作频谱感知模型； 步骤2： 利用改进蝠鲼觅食 优化算法优化虚拟电厂中认知无线电的协作频谱感知模型； 步骤3： 采用旋风式和链式觅食行为数 学模型更新位置； 步骤4： 计算更新位置适应度的最优值及其对应的权重因子值： 计算更新位置对应每个 蝠鲼的适应度值， 比较每两个蝠鲼的适应度值取较小者， 再将该较小者与下一个蝠鲼的适 应度值作比较， 直到找到此时的最优值， 以及对应的权 重因子值； 步骤5： 引入GBO算法中的本地转义运算符改进蝠鲼觅食优化算法确定数学模型更新位 置； 步骤6： 计算更新位置后的更新最优值及对应的位置： 将步骤5得到的更新位置与步骤4 中的最优值比较取较小者 为更新最优值， 以及得到对应的位置； 步骤7： 根据迭代次数和最大迭代次数判断是否 达到优化的结果。 2.如权利要求1所述的虚拟电厂中认知无线电的协作 频谱感知优化方法， 其特征是： 所 述步骤1具体为， 设置虚拟电厂中将本地感知的统计数据发送到融合中心的能源设备为认 知用户， 设置共 存在M个认知用户； 设置固定有特定频段且具有协作感知优先权的能源设备为主用户， 非固定特定频段或 没有协作感知 优先权的能源设备为次要用户； 虚拟电厂中认知无线电的协作频谱感知框架 包括M个认知用户和融合中心； 则第k时刻第m个认知用户接 收到的频谱感知信号 的 二元假设检验表达式为：   （1） 其中，s(k)是主用户发出的信号， 该信号的能量大小为 ；hm是主用户和 第m个认知用户之间的信道增益， 它受到信道阴影、 信道损失和衰落等的影响， 其向量表达 式为 ； 是认知用户在感知主用户时的加性高斯白噪声， 其 均值为0、 方差为 ；H0表示不存在主用户， H1表示存在主用户； 对于每个认知用户， 其感知主用户N次的样本检测接收信号能量的汇总作为总统计量 um， 具体表达式如下 所示：   （2） 因此， 第m个认知用户本地信噪比 Rm的表达式如下：   （3） 为了实现多个认知用户之间的合作， um通过专用控制信道传输到融合中心， 在融合中心 得到的第m个认知用户感知的输出信号 ym的表达式如下：权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115242331 A 2   （4） 其中， nm是由认知用户将感知信息发往融合中心的加性高斯白噪声， 其均值为0、 方差为 ， 方差以向量的形式表达 ； 从而得到此时全局 测试统计量 yfc的表达式如下：   （5） 其中， 为融合中心给各认知用户统计量所分配的权重因子， 具体表达式为 ， 并且有 ； 全局测试统计量 yfc在H0情况下的方差计算结果如下：     （5） 其中， ， ， ； 全局测试统计量 yfc在H1情况下的方差计算结果如下：     （6） 其中， ； 设有阈值 ， 用于将全局测试统计量 yfc与融合中心收到的能量信号大小比较， 进而判 断是否存在主用户发送信号， 若能量信号大于阈值则判断主用户发送信号， 否则没有； 从而， 协作频谱感知中虚警概 率的表达式如下 所示：     （7） 其中， ； 协作频谱感知中检测概 率的表达式如下 所示：权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115242331 A 3