專利名稱：一種頻譜感知方法
技術領域：
本發(fā)明屬于認知無線電技術領域，特別涉及一種頻譜感知方法。
背景技術：
隨著無線技術的飛速發(fā)展，頻譜資源日益緊缺，研究發(fā)現(xiàn)目前頻譜資源緊缺現(xiàn)狀的主要原因是傳統(tǒng)的固定頻譜分配方式使得大部分已授權頻段的利用率過低，造成了頻譜資源的極大浪費。為了提高頻譜利用率，緩解頻譜匱乏問題，各種動態(tài)頻譜接入技術應運而生。其中，認知無線電被認為是最具有應用潛力的技術之一。認知無線電的基本思想是當分配給主用戶(Primary User)的頻段未被使用時，次用戶Gecondary user)可以在不對主用戶造成干擾的前提下，機會式地接入該頻段；當主用戶重新接入正被“借用”的頻段時， 次用戶及時退出以避免與主用戶發(fā)生沖突。頻譜檢測技術是實現(xiàn)認知無線電技術的基礎。能量檢測是其中一種簡單易行的、 應用比較廣泛的檢測方法，特別是在信號未知的前提下，能量檢測是一種最優(yōu)算法?，F(xiàn)有的能量檢測大都采用多個次用戶相互合作的協(xié)作頻譜檢測方式，以降低無線信道的多徑、陰影以及干擾等因素的影響，提供更為準確可靠的檢測性能。在協(xié)同檢測過程中，各次用戶的協(xié)同方式以及最終判決門限的確定，都是值得研究的重要問題。現(xiàn)有的基于能量的協(xié)同頻譜檢測大都采用全網(wǎng)協(xié)同的方式，即網(wǎng)絡內的所有次用戶節(jié)點將本節(jié)點的獨立感知信息向某一指定匯聚節(jié)點進行通告，然后由匯聚節(jié)點進行最終判決。另一種常見的協(xié)同方式為分簇方式，在由次用戶節(jié)點組成的網(wǎng)絡中，通過節(jié)點選舉產(chǎn)生多個簇首節(jié)點，非簇首節(jié)點將感知信息向簇首通告，簇首節(jié)點匯總后再向上級匯聚節(jié)點通告，并最終形成頻譜占用情況判決信息?，F(xiàn)有的分布式認知無線網(wǎng)絡的協(xié)同頻譜感知方式需要單獨設定匯聚節(jié)點，不能適應次用戶節(jié)點網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化的情況，并且現(xiàn)有協(xié)同方式未考慮到分布式無線網(wǎng)絡的無線通信特征，而簡單的通過全網(wǎng)協(xié)同或采用分簇協(xié)同的方式會產(chǎn)生較大的協(xié)同開銷。匯聚節(jié)點接收到各次用戶節(jié)點傳來的感知能量信息后，可根據(jù)各次用戶節(jié)點對應的權重將多個感知能量信息進行加權求和，并與門限值進行比較判決，檢測能量值高于權重置則認為信道被主用戶占用。門限值可固定設置，也可根據(jù)誤檢概率等指標動態(tài)設定，還可設置雙門限的頻譜感知技術一個高門限用來限制虛警概率，一個低門限用來限制漏警概率。當接收信號強度低于低門限時，判斷信道為空閑，當接收的信號強度高于高門限時， 判斷信道被主用占用，當信號強度處于低門限與高門限之間時，信道的是否被占用不確定。而對于門限選擇技術，固定門限或根據(jù)理論檢測指標確定判決門限的方式均不能動態(tài)適應主用戶的通信行為，從而降低了檢測精度。基于雙門限的頻譜檢測技術，雖然一定程度上改善了頻譜檢測性能，但是對高、低門限的選取仍然沒有考慮主用戶通信行為的變化
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的分布式認知無線網(wǎng)絡頻譜感知中通過全網(wǎng)協(xié)同或采用分簇協(xié)同的方式會產(chǎn)生較大的協(xié)同開銷的問題，提出了一種頻譜感知方法。本發(fā)明的技術方案是一種頻譜感知方法，具體包括如下步驟Si.各次用戶節(jié)點采用能量檢測方式進行獨立感知，獲取本節(jié)點周邊的頻譜使用情況；S2.各個次用戶節(jié)點在兩跳鄰居范圍內擴散最新的檢測結果；S3.計算各個次用戶節(jié)點的本地感知信息和協(xié)同感知信息；S4.根據(jù)主用戶通信行為先驗知識和協(xié)同感知信息得到判決門限并進行判決。進一步的，步驟S3所述的計算各個次用戶節(jié)點的本地感知信息和協(xié)同感知信息具體計算過程為第i個次用戶節(jié)點在η時刻的本地融合后的能量檢測值Eutxal(Ii)為
權利要求
1.一種頻譜感知方法，具體包括如下步驟51.各次用戶節(jié)點采用能量檢測方式進行獨立感知，獲知本節(jié)點周邊的頻譜使用情況；52.各個次用戶節(jié)點在兩跳鄰居范圍內擴散最新的檢測結果；53.計算各個次用戶節(jié)點的本地感知信息和協(xié)同感知信息；54.根據(jù)主用戶通信行為先驗知識和協(xié)同感知信息得到判決門限并進行判決。
2.根據(jù)權利要求1所述的頻譜感知方法，其特征在于，步驟S2所述的擴散具體采用的是本地多比特判決的數(shù)據(jù)融合方式。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的頻譜感知方法，其特征在于，步驟S3所述的計算各個次用戶節(jié)點的本地感知信息和協(xié)同感知信息具體計算過程為第i個次用戶節(jié)點在η時刻的本地融合后的能量檢測值Ei, ^al(Ii)為
4.根據(jù)權利要求3所述的頻譜感知方法，其特征在于，步驟S4所述的判決具體為根據(jù)主用戶通信行為先驗知識和協(xié)同感知信息求得判決門限Eth(η)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頻譜感知方法，包括如下步驟各次用戶節(jié)點采用能量檢測方式進行獨立感知，獲取本節(jié)點周邊的頻譜使用情況；各個次用戶節(jié)點在兩跳鄰居范圍內擴散最新的檢測結果；計算各個次用戶節(jié)點的本地感知信息和協(xié)同感知信息；根據(jù)主用戶通信行為先驗知識和協(xié)同感知信息得到判決門限并進行判決。本發(fā)明的頻譜感知方法不需要專門指定匯聚節(jié)點或進行分簇運算，次用戶節(jié)點的本地感知信息擴散被限制在其兩跳范圍之內，有效降低了分布式認知網(wǎng)絡中的協(xié)同檢測的復雜度和協(xié)同開銷。
文檔編號H04B17/00GK102291191SQ20111023917
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權日2011年8月19日
發(fā)明者冷甦鵬, 張科, 李維昌, 毛玉明 申請人:電子科技大學