井下认知无线电ewa信道选择算法 - 哈尔滨工业大学学报.pdf

第４７卷　 第６期 哈　 尔　 滨　 工　 业　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ４７ Ｎｏ６ 　 　 ２０ １５年６月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊｕｎ． ２０１５ 　 　 　 　 　 　 ｄｏｉ：１０．１１９１８／ ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１５．０６．０２２ 井下认知无线电ＥＷＡ信道选择算法 孙　 永 ，钱建生 （中国矿业大学 信息与电气工程学院，２２１００８ 江苏 徐州） 摘　 要：为解决特殊的井下恶劣无线环境造成通信极易中断的问题，提出基于经验加权吸引策略的信道选择算法． 深入 分析报酬反馈结构，建立更加细致和合理的多级的报酬反馈体制． 采用简单多次重复概率实验的方法验证了基于ＥＷＡ 学习的信道选择算法的有效性． 通过与传统单一固定信道传输和Ｑ 学习算法的深入对比研究表明，基于ＥＷＡ 学习的信 道选择算法根据无线信道特性的在线学习经验对优选信道快速捕获的准确性和稳定性方面具有更好的性能． 关键词：煤矿安全；无线通信系统；认知无线电；强化学习；无线信道；ＥＷＡ － － － 中图分类号：ＴＮ９２９．５ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７ ６２３４（２０１５）０６ ０１１９ ０５ Ｃｈａｎｎｅｌ ＥＷＡ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｎ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｒａｄｉｏ ＳＵＮ Ｙｏｎｇ，ＱＩＡＮＪｉａｎｓｈｅｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２２１００８Ｘｕｚｈｏｕ， Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｕｎｓｔａｂｌｅ ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｓｔｒｏｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｎｏｉｓｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｓｐｅｃｉａｌ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａｎ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ⁃ Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ａｔｔｒａｃｔｉｏｎ（ＥＷＡ） ｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｅｐｔｈ，ｉｔｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ ｍｏｒｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｍｕｌｔｉ⁃ｌａｙｅｒ ｒｅｗａｒｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｓｙｓｔｅｍ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｉｍｐｌｅ ｒｅｐｅａｔｅｄｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔｈｒｏｕｇｈｓｏｆｔｗａｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｉｘｅｄｓｉｎｇｌｅ ｃｈａｎｎｅｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｑ ｌｅａｒｎｉｎｇ，ｃｈａｎｎｅｌ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｗｉｔｈ ＥＷＡ ｌｅａｒｎｉｎｇ ｈａｓ ｍｏｒｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｏｕｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｓａｆｅｔｙ； ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｅｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ； ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｒａｄｉｏ （ＣＲ）； ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｌｅａｒｎｉｎｇ（ＲＬ）；ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｎｎｅ