多频段协作认知频谱感知方法技术

本发明专利技术涉及多频段协作认知频谱感知方法，各次用户分别将自身信噪比、置信度、业务需求以及对多个主用户的频谱检测结果发送给频谱感知融合中心，由频谱感知融合中心计算、筛选初选协作次用户，然后分配频段数量给初选协作次用户；计算所有初选次用户信噪比均方根值与各初选次用户的信噪比间的商值，根据各商值与信噪比预设阈值间的关系，选定参与协作的复选次用户，并调整复选次用户的检测概率；结合各复选次用户的信噪比和调整后的平均检测概率，重新返回选择复选次用户的步骤，得到最终参与协作的终选次用户，并以加权的OR准则协作的全局检测概率为频谱感知融合中心的最终检测结果，避免了低信噪比或性能差的次用户对整体检测性能的恶劣影响。

【技术实现步骤摘要】
多频段协作认知频谱感知方法
本专利技术涉及频谱检测领域，尤其涉及一种多频段协作认知频谱感知方法。
技术介绍
随着无线通信技术的不断发展，以LTE、Wi-Fi、卫星通信及协同通信等为标志的新兴技术相继涌现，层出不穷。这些通信技术对无线频谱资源提出了更高的需求，从而令频谱资源变的趋于紧张，认知无线电技术(CognitiveRadio,CR)在此背景下应运而生。认知无线电的基本途径是，首先次用户(或称感知用户、认知用户)采用频谱感知对周围环境中的已授权频谱资源进行持续检测；然后在保证主用户(又称授权用户)能够优先占用该段频谱且传输性能几乎不受影响的条件下，次用户自适应地调整收发设备，并将收发设备调整至空闲频谱上进行通信。当次用户感知(或称检测)到有主用户信号出现时，次用户则要快速腾出信道供主用户使用，进而避免对主用户的正常通信进行干扰，从而提供频谱资源利用率。为了减少实际环境中多径衰落、阴影效应和噪声不确定性等诸多因素对检测性能的不利影响，基于多个次用户的协作频谱感知方法被不断提出。通过将每个次用户的检测结果发送给频谱感知融合中心进行融合，以达到对频谱进行感知的目的。然而，现有的协作频谱感本文档来自技高网...

【技术保护点】
多频段协作认知频谱感知方法，其特征在于，依次包括如下步骤：(1)设定在认知网络中，主用户的数量为N1，次用户的数量为N2，频谱感知融合中心的数量为1，主用户分别独立地占用频谱中的各自频段；N2个次用户分别独立地获取自身信噪比SNRj以及对N1个主用户占用频段的频谱检测结果，并分别将获取的信噪比SNRj、频谱检测结果、检测置信度Pj和业务需求Rj发送至频谱感知融合中心，其中，主用户记为PUi，次用户记为CRj，频谱感知融合中心记为FC，业务需求Rj∈[0,N1]，Pj∈[0,1]，检测置信度Pd,ji为次用户CRj对主用户PUi的检测概率；1≤i≤N1，1≤j≤N2，N1≥2，N2≥2；(2)频...

【技术特征摘要】
1.多频段协作认知频谱感知方法，其特征在于，依次包括如下步骤：(1)设定在认知网络中，主用户的数量为N1，次用户的数量为N2，频谱感知融合中心的数量为1，主用户分别独立地占用频谱中的各自频段；N2个次用户分别独立地获取自身信噪比SNRj以及对N1个主用户占用频段的频谱检测结果，并分别将获取的信噪比SNRj、频谱检测结果、检测置信度Pj和业务需求Rj发送至频谱感知融合中心，其中，主用户记为PUi，次用户记为CRj，频谱感知融合中心记为FC，业务需求Rj∈[0,N1]，Pj∈[0,1]，检测置信度Pd,ji为次用户CRj对主用户PUi的检测概率；1≤i≤N1，1≤j≤N2，N1≥2，N2≥2；(2)频谱感知融合中心FC接收各次用户CRj发送来的信噪比SNRj、频谱检测结果、检测置信度Pj和业务需求Rj，并判断次用户的信噪比SNRj大于预设的信噪比筛选值SNRchose时，选择此信噪比对应的次用户为参与协作检测的初选次用户，并记初选次用户为CR't，并执行步骤(3)，否则，选择具有最高信噪比的次用户所对应的频谱检测结果为频谱感知融合中心FC的最终检测结果；其中，初选次用户数量为N'2，初选次用户CR't对应的信噪比为SNR't、检测置信度为P't、业务需求为R't，1≤t≤N'2≤N2；频谱感知融合中心FC接收到的频谱检测结果数量为N1×N2个；(3)频谱感知融合中心FC根据初选次用户CR't的置信度P't、业务需求R't，对初选次用户CR't分配需要检测的频段数量Ct：(3-1)根据各初选次用户CR't的置信度P't，分别对每一个初选次用户CR't的置信度P't进行归一化，得到每个初选次用户CR't的归一化置信度值(3-2)根据步骤(3-1)所得每个初选次用户CR't对应的归一化置信度值计算频谱感知融合中心FC分配初选次用户CR't需要检测的频段数量Ct：(4)频谱感知融合中心FC根据参与协作检测的初选次用户CR't的信噪比SNR't，计算所有初选次用户的信噪比均方根值并令信噪比SNR't＝γt，其中，信噪比均方根值的计算如下：(5)频谱感知融合中心FC分别依次计算所有初选次用户的信噪比均方根值与各初选次用户CR't的信噪比SNR't之间的商值ηt，其中，(6)频谱感知融合中心FC计算、获取信噪比预设阈值λ和信噪比最佳阈值λoptimal，并分别根据各信噪比商值ηt与信噪比预设阈值λ之间的大小关系，选定参与协作的复选次用户CR”k，复选次用户CR”k的信噪比为SNR”k，其中，(6-1)频谱感知融合中心FC根据接收的N'2个初选从用户对应的信噪比集合{SNR't}，获取初选从用户信噪比集合{SNR't}中的信噪比最大值，记该信噪比最大值为SNR'max；(6-2)以获取的信噪比最大值SNR'max为参考，并将N'2个初选从用户CR't的信噪比SNR't分别与信噪比最大值SNR'max作商处理，计算得到各初选从用户信噪比SNR't所对应的初始阈值λt，其中，λt＝|SNR't/SNR'max|，t＝1,2,…,N'2，N'2≤N2；(6-3)根据各初选从用户CR't的归一化置信度值和信噪比商值ηt，计算各初选从用户CR't的联合筛选参数值ξt，并根据联合筛选参数值ξt，选取参与协作的复选从用户CR”k，其中，复选从用户CR”k的数量为M，t＝1，2，…，N′2，k＝1，2，…，M，M≤N'2：若联合筛选参数值ξt位于预设数值区间范围[ξa,ξb]内，即ξa≤ξt≤ξb时，则选取该联合筛选参数值ξt对应的初选从用户为复选从用户，并参与协作检测；否则，该初选从用户不予选取；(6-4)根据步骤(6-3)中的信噪比预设阈值λ，获取M个复选从用户CR”k分别在OR准则和AND准则下的协作检测性能曲线，其中，OR准则：AND准则：其中，Pd,k为第k个复选从用户CR”k的平均检测概率，Pfa,k为第k个复选从用户CR”k的平均虚警概率；Pd,ks为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑紫微，胡峰，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33