多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法及裝置，該方法包括：數(shù)據(jù)融合中心接收到來(lái)自多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，其中，本地頻譜感知數(shù)據(jù)包括：認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量，本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量基于廣義似然比，是認(rèn)知無(wú)線電用戶接收信號(hào)的樣本協(xié)方差矩陣的特征值的算術(shù)平均與幾何平均之比的對(duì)數(shù)；數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)本地頻譜感知數(shù)據(jù)對(duì)多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。本發(fā)明基于廣義似然比，應(yīng)用性能不受噪聲不確定性的影響；且無(wú)論是否考慮噪聲不確定性的影響，在本地頻譜感知可靠性差異較大的情況下，也能比基于等增益合并的能量檢測(cè)獲得更優(yōu)的頻譜感知性能。
【專利說(shuō)明】多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]認(rèn)知無(wú)線電(Cognitive Radio，簡(jiǎn)稱為CR)技術(shù)是為了解決目前面臨的頻譜資源稀缺的問題而提出來(lái)的，頻譜感知算法是認(rèn)知無(wú)線電的關(guān)鍵技術(shù)之一。為了避免認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)對(duì)授權(quán)用戶產(chǎn)生有害的干擾，要求頻譜感知算法能夠在低信噪比下可靠地檢測(cè)出授權(quán)用戶的信號(hào)。
[0003]由于無(wú)線信道的衰落特性，僅僅依靠單用戶頻譜感知算法檢測(cè)主用戶(PrimaryUser，簡(jiǎn)稱為PU)對(duì)授權(quán)頻譜的使用情況，可靠性不高。研究表明，多用戶協(xié)同頻譜感知能夠明顯提高對(duì)授權(quán)頻譜的感知性能。
[0004]現(xiàn)有的多用戶協(xié)同頻譜感知數(shù)據(jù)融合方案多為基于能量檢測(cè)算法(EnergyDetection,簡(jiǎn)稱為ED)的多用戶協(xié)同頻譜感知?；谀芰繖z測(cè)算法的可實(shí)現(xiàn)協(xié)同頻譜感知數(shù)據(jù)融合方案有以下兩種:一種為等增益合并(Equal Gain Combination,簡(jiǎn)稱為EGC),另一種為選擇最大歸一化能量(Maximum Normalized Energy,簡(jiǎn)稱為MNE)合并。
[0005]但是，多用戶協(xié)同能量檢測(cè)的性能極易受到噪聲功率估計(jì)誤差的影響，即噪聲不確定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法及裝置，以至少解決相關(guān)技術(shù)中，多用戶協(xié)同頻譜感知是基于能量檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)的，存在噪聲不確定性問題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法，包括:數(shù)據(jù)融合中心接收到來(lái)自多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶(Secondary User,簡(jiǎn)稱為SU)的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，其中，本地頻譜感知數(shù)據(jù)包括:認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量，本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量基于廣義似然比，是認(rèn)知無(wú)線電用戶接收信號(hào)的樣本協(xié)方差矩陣的特征值的算術(shù)平均與幾何平均之比的對(duì)數(shù)；數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)對(duì)多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。
[0008]優(yōu)選地，在數(shù)據(jù)融合中心接收到來(lái)自多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)之前，上述方法還包括:多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶在感知時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行本地頻譜感知，計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
[0009]優(yōu)選地，計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量包括:認(rèn)知無(wú)線電用戶對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行采樣；認(rèn)知無(wú)線電用戶根據(jù)采樣結(jié)果計(jì)算本地樣本協(xié)方差矩陣；認(rèn)知無(wú)線電用戶對(duì)本地樣本協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，得到本地樣本協(xié)方差矩陣對(duì)應(yīng)的特征值；認(rèn)知無(wú)線電用戶計(jì)算特征值的算術(shù)平均與幾何平均之比的對(duì)數(shù)，作為認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
[0010]優(yōu)選地，在多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶在感知時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行本地頻譜感知，計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量之后，上述方法還包括:多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶通過(guò)上行信道向數(shù)據(jù)融合中心上報(bào)各自的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
[0011]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)對(duì)多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)融合包括:數(shù)據(jù)融合中心分別給多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量分配相應(yīng)的加權(quán)因子，其中，加權(quán)因子是根據(jù)各個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的頻譜感知能力分配的；數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)加權(quán)因子計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量的線性加權(quán),作為全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
[0012]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)融合中心接收到的本地頻譜感知數(shù)據(jù)還包括:認(rèn)知無(wú)線電用戶的天線數(shù)、信號(hào)采樣樣本數(shù)，加權(quán)因子是天線數(shù)和信號(hào)采樣樣本數(shù)的乘積。
[0013]優(yōu)選地，在數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)對(duì)多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)融合之后，上述方法還包括:數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量與預(yù)先獲得的判決門限，判決當(dāng)前頻譜資源是否空閑。
[0014]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量與預(yù)先獲得的判決門限，判決當(dāng)前頻譜資源是否空閑包括:數(shù)據(jù)融合中心比較全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量與判決門限的大??；如果全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量大于等于判決門限，數(shù)據(jù)融合中心判決當(dāng)前頻譜資源被主用戶占用；如果全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量小于判決門限，數(shù)據(jù)融合中心判決當(dāng)前頻譜資源空閑。
[0015]優(yōu)選地，在數(shù)據(jù)融合中心接收到來(lái)自多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)之前，上述方法還包括:數(shù)據(jù)融合中心通過(guò)控制信道通知其覆蓋范圍內(nèi)的多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶參與頻譜感知。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合裝置，應(yīng)用于數(shù)據(jù)融合中心，包括:接收模塊，用于接收來(lái)自多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，其中，本地頻譜感知數(shù)據(jù)包括:認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量，本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量基于廣義似然比，是認(rèn)知無(wú)線電用戶接收信號(hào)的樣本協(xié)方差矩陣的特征值的算術(shù)平均與幾何平均之比的對(duì)數(shù)；數(shù)據(jù)融合模塊，用于根據(jù)多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)對(duì)多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。
[0017]優(yōu)選地，上述數(shù)據(jù)融合模塊包括:分配單元，用于分別給多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量分配相應(yīng)的加權(quán)因子，其中，加權(quán)因子是根據(jù)各個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的頻譜感知能力分配的；計(jì)算單元，用于根據(jù)加權(quán)因子計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量的線性加權(quán)，作為全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
[0018]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)融合中心接收到的本地頻譜感知數(shù)據(jù)還包括:認(rèn)知無(wú)線電用戶的天線數(shù)、信號(hào)采樣樣本數(shù)，加權(quán)因子是天線數(shù)和信號(hào)采樣樣本數(shù)的乘積。
[0019]通過(guò)本發(fā)明，數(shù)據(jù)融合中心接收參與頻譜感知的多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶上報(bào)的基于廣義似然比的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。由于基于廣義似然比，應(yīng)用性能不受到噪聲不確定性的影響，解決了噪聲不確定性的問題；并且，無(wú)論是否考慮噪聲不確定性的影響，在認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知可靠性差異較大的情況下，也能比基于等增益合并的能量檢測(cè)獲得更優(yōu)的頻譜感知性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法的流程圖；
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法的流程圖；
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量的示意圖；
[0024]圖4是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法的實(shí)現(xiàn)示意圖；
[0025]圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的典型異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)情況下的數(shù)據(jù)融合方法的仿真結(jié)果對(duì)比圖；
[0026]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0027]圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合裝置的結(jié)構(gòu)框圖一；
[0028]圖8是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合裝置的結(jié)構(gòu)框圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0029]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法，圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法的流程圖，如圖1所示，包括如下的步驟S102至步驟S104。
[0031]步驟S102，數(shù)據(jù)融合中心接收到來(lái)自多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，其中，本地頻譜感知數(shù)據(jù)包括:認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量，本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量基于廣義似然比，是認(rèn)知無(wú)線電用戶接收信號(hào)的樣本協(xié)方差矩陣的特征值的算術(shù)平均與幾何平均之比的對(duì)數(shù)。
[0032]步驟S104，數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)對(duì)多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。
[0033]相關(guān)技術(shù)中，多用戶協(xié)同頻譜感知是基于能量檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)的，存在噪聲不確定性。本發(fā)明實(shí)施例中，數(shù)據(jù)融合中心接收參與頻譜感知的多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶(SecondaryUser,簡(jiǎn)稱為SU)上報(bào)的基于廣義似然比(Generalized Likelihood Ratio Test,簡(jiǎn)稱為GLRT)的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。由于基于廣義似然比，應(yīng)用性能不受到噪聲不確定性的影響，解決了噪聲不確定性的問題；并且，無(wú)論是否考慮噪聲不確定性的影響，在認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知可靠性差異較大的情況下，也能比基于等增益合并的能量檢測(cè)獲得更優(yōu)的頻譜感知性能。
[0034]由于基于廣義似然比的頻譜感知算法是一種全盲檢測(cè)算法，認(rèn)知無(wú)線電用戶不需要任何先驗(yàn)信息，同時(shí)也不受噪聲不確定性的影響。因此，基于廣義似然比的多用戶協(xié)同感知將具有更好的應(yīng)用前景。
[0035]在步驟S102之前，參與頻譜感知的多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶在感知時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行本地頻譜感知，計(jì)算各自的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量，可以通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn):認(rèn)知無(wú)線電用戶對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行采樣；認(rèn)知無(wú)線電用戶根據(jù)采樣結(jié)果計(jì)算本地樣本協(xié)方差矩陣；認(rèn)知無(wú)線電用戶對(duì)本地樣本協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，得到本地樣本協(xié)方差矩陣對(duì)應(yīng)的特征值；認(rèn)知無(wú)線電用戶計(jì)算特征值的算術(shù)平均與幾何平均之比的對(duì)數(shù)，作為認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。本優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算得到基于廣義似然比的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量，從而可以不受噪聲不確定性的影響。
[0036]在參與頻譜感知的多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量之后，上述方法還包括:多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶通過(guò)上行信道向數(shù)據(jù)融合中心上報(bào)各自的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
[0037]步驟S104包括:數(shù)據(jù)融合中心分別給多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量分配相應(yīng)的加權(quán)因子，其中，加權(quán)因子是根據(jù)各個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的頻譜感知能力分配的；數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)加權(quán)因子計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量的線性加權(quán)，作為全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。本優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)認(rèn)知無(wú)線電用戶的頻譜感知能力分配相應(yīng)的加權(quán)因子，數(shù)據(jù)融合得到的結(jié)果比較合理。
[0038]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)融合中心接收到的本地頻譜感知數(shù)據(jù)還包括:認(rèn)知無(wú)線電用戶的天線數(shù)、信號(hào)采樣樣本數(shù)，加權(quán)因子是天線數(shù)和信號(hào)采樣樣本數(shù)的乘積。
[0039]優(yōu)選地，在步驟S104之后，上述方法還包括:數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量與預(yù)先獲得的判決門限，判決當(dāng)前頻譜資源是否空閑。從而可以判決數(shù)據(jù)融合中心覆蓋范圍內(nèi)的所有認(rèn)知無(wú)線電用戶是否可以利用當(dāng)前頻譜資源。
[0040]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量與預(yù)先獲得的判決門限，判決當(dāng)前頻譜資源是否空閑可以通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn):數(shù)據(jù)融合中心比較全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量與判決門限的大?。蝗绻诸l譜感知統(tǒng)計(jì)量大于等于判決門限，數(shù)據(jù)融合中心判決當(dāng)前頻譜資源被主用戶PU占用，即，數(shù)據(jù)融合中心覆蓋范圍內(nèi)的所有認(rèn)知無(wú)線電用戶不能利用當(dāng)前頻譜資源；如果全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量小于判決門限，數(shù)據(jù)融合中心判決當(dāng)前頻譜資源空閑，即，數(shù)據(jù)融合中心覆蓋范圍內(nèi)的所有認(rèn)知無(wú)線電用戶可以利用當(dāng)前頻譜資源。
[0041]在步驟S102之前，上述方法還包括:數(shù)據(jù)融合中心通過(guò)控制信道通知其覆蓋范圍內(nèi)的多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶參與頻譜感知。本優(yōu)選實(shí)施例中，由數(shù)據(jù)融合中心通知其覆蓋范圍內(nèi)的多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶參與頻譜感知，只需被通知參與頻譜感知的認(rèn)知無(wú)線電用戶計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量，可以避免不必要的操作。
[0042]圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法的流程圖，在本優(yōu)選實(shí)施例中，上述多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法可以通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0043]步驟S202，數(shù)據(jù)融合中心(Fusion Center，簡(jiǎn)稱為FC)告知SU參加頻譜感知。
[0044]步驟S204，SU計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
[0045]步驟S206，SU向FC上報(bào)本地頻譜感知數(shù)據(jù)。
[0046]步驟S208，F(xiàn)C計(jì)算全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
[0047]步驟S210，F(xiàn)C判決授權(quán)頻譜狀態(tài)。
[0048]步驟S212，F(xiàn)C廣播告知SU當(dāng)前授權(quán)頻譜狀態(tài)。
[0049]由以上的描述可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的基于廣義似然比的多用戶協(xié)同頻譜感知的最優(yōu)數(shù)據(jù)融合方法，包括本地認(rèn)知無(wú)線電用戶生成向數(shù)據(jù)融合中心匯報(bào)的數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)融合中心進(jìn)行數(shù)據(jù)合并。具體地，頻譜感知周期內(nèi)，每個(gè)參與頻譜感知的認(rèn)知無(wú)線電用戶節(jié)點(diǎn)通過(guò)本地?cái)?shù)據(jù)采樣，相應(yīng)地計(jì)算基于廣義似然比的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。然后，認(rèn)知無(wú)線電用戶節(jié)點(diǎn)通過(guò)控制信道將基于廣義似然比的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量、本地天線數(shù)和信號(hào)采樣樣本數(shù)傳送給數(shù)據(jù)融合節(jié)點(diǎn)。最后，數(shù)據(jù)融合節(jié)點(diǎn)根據(jù)認(rèn)知無(wú)線電用戶上報(bào)的數(shù)據(jù)，為各認(rèn)知無(wú)線電用戶上報(bào)數(shù)據(jù)分配不同的線性加權(quán)因子，線性合并本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量，并且做出本次頻譜感知的判決結(jié)果。
[0050]下面將對(duì)圖2所示的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0051]步驟一，發(fā)送頻譜感知信令
[0052]數(shù)據(jù)融合中心通過(guò)控制信道(Cognitive Pilot Channel,簡(jiǎn)稱為CPC)通知其覆蓋范圍內(nèi)的K個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶(SU)參與頻譜感知。
[0053]步驟二,計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量
[0054]步驟一中被通知參與頻譜感知的認(rèn)知無(wú)線電用戶(SU)k=l，…，K在感知時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行本地頻譜感知，計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量Tk，本步驟中計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量Tk的過(guò)程如圖3所示，下面進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0055]參與頻譜感知的各認(rèn)知無(wú)線電用戶(SU)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行采樣，例如，第k個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶(SU)在第η個(gè)時(shí)刻通過(guò)Mk根天線對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行采樣，得到MkX I的信號(hào)樣本Yk(η);
[0056]設(shè)Nk為參與頻譜感知的第k個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶(SU)的信號(hào)采樣樣本數(shù)，第k個(gè)認(rèn)
知無(wú)線電用戶(SU)計(jì)算的本地樣本協(xié)方差矩陣為
【權(quán)利要求】
1.一種多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于包括: 數(shù)據(jù)融合中心接收到來(lái)自多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，其中，所述本地頻譜感知數(shù)據(jù)包括:所述認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量，所述本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量基于廣義似然比，是所述認(rèn)知無(wú)線電用戶接收信號(hào)的樣本協(xié)方差矩陣的特征值的算術(shù)平均與幾何平均之比的對(duì)數(shù)； 所述數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)對(duì)所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在數(shù)據(jù)融合中心接收到來(lái)自多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)之前，所述方法還包括: 所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶在感知時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行本地頻譜感知，計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量包括: 所述認(rèn)知無(wú)線電用戶對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行采樣； 所述認(rèn)知無(wú)線電用戶根據(jù)采樣結(jié)果計(jì)算本地樣本協(xié)方差矩陣； 所述認(rèn)知無(wú)線電用戶對(duì)所述本地樣本協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，得到所述本地樣本協(xié)方差矩陣對(duì)應(yīng)的特征值； 所述認(rèn)知無(wú)線電用戶計(jì)算所述特征值的算術(shù)平均與幾何平均之比的對(duì)數(shù)，作為所述認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶在感知時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行本地頻譜感知，計(jì)算本地`頻譜感知統(tǒng)計(jì)量之后，所述方法還包括: 所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶通過(guò)上行信道向所述數(shù)據(jù)融合中心上報(bào)各自的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)對(duì)所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)融合包括: 所述數(shù)據(jù)融合中心分別給所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量分配相應(yīng)的加權(quán)因子，其中，所述加權(quán)因子是根據(jù)所述各個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的頻譜感知能力分配的； 所述數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)所述加權(quán)因子計(jì)算所述本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量的線性加權(quán)，作為全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)融合中心接收到的所述本地頻譜感知數(shù)據(jù)還包括:所述認(rèn)知無(wú)線電用戶的天線數(shù)、信號(hào)采樣樣本數(shù)，所述加權(quán)因子是所述天線數(shù)和所述信號(hào)采樣樣本數(shù)的乘積。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)對(duì)所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)融合之后，所述方法還包括: 所述數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)所述全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量與預(yù)先獲得的判決門限，判決當(dāng)前頻譜資源是否空閑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)所述全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量與預(yù)先獲得的判決門限，判決當(dāng)前頻譜資源是否空閑包括: 所述數(shù)據(jù)融合中心比較所述全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量與所述判決門限的大??； 如果所述全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量大于等于所述判決門限，所述數(shù)據(jù)融合中心判決所述當(dāng)前頻譜資源被主用戶占用； 如果所述全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量小于所述判決門限，所述數(shù)據(jù)融合中心判決所述當(dāng)前頻譜資源空閑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在數(shù)據(jù)融合中心接收到來(lái)自多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)之前，所述方法還包括: 所述數(shù)據(jù)融合中心通過(guò)控制信道通知其覆蓋范圍內(nèi)的多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶參與頻譜感知。
10.一種多用戶協(xié)同頻譜感知的數(shù)據(jù)融合裝置，應(yīng)用于數(shù)據(jù)融合中心，其特征在于包括:接收模塊，用于接收來(lái)自多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，其中，所述本地頻譜感知數(shù)據(jù)包括:所述認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量，所述本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量基于廣義似然比，是所述認(rèn)知無(wú)線電用戶接收信號(hào)的樣本協(xié)方差矩陣的特征值的算術(shù)平均與幾何平均之比的對(duì)數(shù)； 數(shù)據(jù)融合模塊，用于根據(jù)所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知數(shù)據(jù)對(duì)所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)融合模塊包括: 分配單元，用于分別給所述多個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量分配相應(yīng)的加權(quán)因子，其中，所述加 權(quán)因子是根據(jù)所述各個(gè)認(rèn)知無(wú)線電用戶的頻譜感知能力分配的； 計(jì)算單元，用于根據(jù)所述加權(quán)因子計(jì)算所述本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量的線性加權(quán)，作為全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)融合中心接收到的所述本地頻譜感知數(shù)據(jù)還包括:所述認(rèn)知無(wú)線電用戶的天線數(shù)、信號(hào)采樣樣本數(shù)，所述加權(quán)因子是所述天線數(shù)和所述信號(hào)采樣樣本數(shù)的乘積。
【文檔編號(hào)】H04W24/02GK103684626SQ201210351993
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月20日
【發(fā)明者】羅軍, 王斌, 李巖, 張力, 任龍濤, 周棟, 姜靜 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司