進(jìn)行第一次數(shù)據(jù)融合處理；
[0045] Step4、由融合中心估計(jì)出接收到的每個(gè)簇首的信噪比，并將與其所有簇信噪比的 平均值進(jìn)行比較，判斷是否大于其平均值；
[0046] Step5、如果大于平均值則在融合中心進(jìn)行第二次數(shù)據(jù)融合，否則不進(jìn)行；
[0047] 所述步驟Step5,在融合中心中利用"0R準(zhǔn)則"進(jìn)行第二次數(shù)據(jù)融合，并根據(jù)融合 結(jié)果作出最終感知判決結(jié)果，來感知此信道是否被使用。
[0048] 實(shí)施例2 :如圖1-6所示，一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)分簇協(xié)作頻譜感知方法，所述認(rèn)知 無線電網(wǎng)絡(luò)分簇協(xié)作頻譜感知方法的具體步驟如下：
[0049] StepU將感知網(wǎng)絡(luò)中所有感知用戶分為若干簇，并選出每個(gè)簇的簇頭；
[0050] Step2、首先對(duì)CR系統(tǒng)中分到每個(gè)簇內(nèi)的感知用戶進(jìn)行能量檢測感知本地的頻譜 占用情況，同時(shí)簇首將本簇內(nèi)的感知用戶上報(bào)的能量檢測信息發(fā)送至簇首利用數(shù)據(jù)融合方 法進(jìn)行第一次數(shù)據(jù)融合處理；
[0051] Step3、簇首數(shù)據(jù)融合之后簇首將它們各自判定出的融合判決結(jié)果發(fā)送至融合中 心，在融合中心中進(jìn)行第一次數(shù)據(jù)融合處理；
[0052] Step4、由融合中心估計(jì)出接收到的每個(gè)簇首的信噪比，并將與其所有簇信噪比的 平均值進(jìn)行比較，判斷是否大于其平均值；
[0053] Step5、如果大于平均值則在融合中心進(jìn)行第二次數(shù)據(jù)融合，否則不進(jìn)行；
[0054] 所述步驟Step5,在融合中心中利用"0R準(zhǔn)則"進(jìn)行第二次數(shù)據(jù)融合，并根據(jù)融合 結(jié)果作出最終感知判決結(jié)果，來感知此信道是否被使用。
[0055] 所述步驟Step3中，其中，在融合中心中進(jìn)行第一次數(shù)據(jù)融合處理時(shí)合并感知所 有簇首節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息都采用"0R準(zhǔn)則"融合策略。
[0056] 實(shí)施例3 :如圖1-6所示，一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)分簇協(xié)作頻譜感知方法，所述認(rèn)知 無線電網(wǎng)絡(luò)分簇協(xié)作頻譜感知方法的具體步驟如下：
[0057] Stepl、將感知網(wǎng)絡(luò)中所有感知用戶分為若干簇，并選出每個(gè)簇的簇頭；
[0058] Step2、首先對(duì)CR系統(tǒng)中分到每個(gè)簇內(nèi)的感知用戶進(jìn)行能量檢測感知本地的頻譜 占用情況，同時(shí)簇首將本簇內(nèi)的感知用戶上報(bào)的能量檢測信息發(fā)送至簇首利用數(shù)據(jù)融合方 法進(jìn)行第一次數(shù)據(jù)融合處理；
[0059] Step3、簇首數(shù)據(jù)融合之后簇首將它們各自判定出的融合判決結(jié)果發(fā)送至融合中 心，在融合中心中進(jìn)行第一次數(shù)據(jù)融合處理；
[0060] Step4、由融合中心估計(jì)出接收到的每個(gè)簇首的信噪比，并將與其所有簇信噪比的 平均值進(jìn)行比較，判斷是否大于其平均值；
[0061] Step5、如果大于平均值則在融合中心進(jìn)行第二次數(shù)據(jù)融合，否則不進(jìn)行；
[0062] 所述步驟Step5,在融合中心中利用"0R準(zhǔn)則"進(jìn)行第二次數(shù)據(jù)融合，并根據(jù)融合 結(jié)果作出最終感知判決結(jié)果，來感知此信道是否被使用。
[0063] 所述步驟Step3中，其中，在融合中心中進(jìn)行第一次數(shù)據(jù)融合處理時(shí)合并感知所 有簇首節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息都采用"0R準(zhǔn)則"融合策略。
[0064] 本實(shí)施例的包括的性能分析如下：
[0065] 1)如圖4、5、6所示，下面分析信道在瑞利衰落的情況下分簇協(xié)作頻譜感知算法的 性能。這時(shí)的P d^1可以如下表示：
[0066]
(.?):
[0067] 上式中，代表簇j中第i個(gè)用戶的接收信噪比。在瑞利衰落信道下，γ u的 概率密度函數(shù)表示為：
[0068]
⑷
[0069] 式中，:?表示簇j內(nèi)所有用戶的平均接收信噪比。
[0070] 根據(jù)式（3) (4)，在瑞利衰落信道下，簇j中認(rèn)知用戶i的平均檢測概率可以由虛警 概率表示為：
[0071]
.(.:5).
[0072] 當(dāng)協(xié)作頻譜感知的虛警概率Qf給定時(shí)，簇j內(nèi)認(rèn)知用戶i的虛警概率可以表示
[0073]
〔6)
[0074] 特別地，當(dāng)巧廣〇時(shí)，根據(jù)上式可知Pf,W= 1-(1-Q f)J/N。
[0075] 如果簇首節(jié)點(diǎn)采用BPSK調(diào)制方式發(fā)送判決信息，此時(shí)簇首節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息的誤碼 率可以表示為：
[0076]
(7；
[0077] 上式中，P 是指簇j的簇首節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)融合中心的信噪比。
[0078] 由于簇首節(jié)點(diǎn)到融合中心距離最近，所以P ^ax是簇j的簇首節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)融合中 心的信噪比的峰值，即：
[0079]
(8)
[0080] 式中，P u表示簇j中用戶i到融合中心的信噪比。因此P jiniax的概率密度函數(shù) 表示為：
[0081]
(9)
[0082] 根據(jù)⑶式和（10)式，可以得出在瑞利衰落信道下，簇j的簇首節(jié)點(diǎn)向數(shù)據(jù)融合 中心發(fā)送判決信息的平均誤碼率：
[0083]
[0084] 將（8)、（9)和（11)式代入⑵式，可以得出在虛警概率一定時(shí)的分簇協(xié)作頻譜感 知算法的檢測概率。
[0085] 2)如圖4、5、6所示，假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)用來進(jìn)行頻譜感知的是發(fā)送m個(gè)字符所需的時(shí) 間，然后等待持續(xù)傳輸N個(gè)字符所需的時(shí)間，當(dāng)簇首收到其中某一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送過來的決策 信息時(shí)，簇內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)將其接收。
[0086] 本實(shí)施例仿真分析如下：
[0087] 在非理想控制信道下假設(shè)經(jīng)歷瑞利衰落，考慮仿真實(shí)驗(yàn)的的可操作性，設(shè)定信號(hào) 為BPSK調(diào)制信號(hào)，載波頻譜為8KHz，采樣頻率為2KHz，噪聲服從均值為0方差為1的高斯 分布。由于次用戶節(jié)點(diǎn)實(shí)際能量有限，設(shè)置劃分為3個(gè)簇，每個(gè)簇的簇首與數(shù)據(jù)融合中心之 間的非理想控制信道的信噪比分別為8dB，7dB，3dB。
[0088] 圖4給出了本發(fā)明所提的優(yōu)化的方法與傳統(tǒng)的基于LEACH協(xié)議的分簇感知方法的 性能對(duì)比曲線。由圖可以看出，由于在非理想控制信道中將經(jīng)歷衰落較大的檢測結(jié)果排除 出去，因此優(yōu)化的方法其檢測性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的基于LEACH協(xié)議的分簇感知方法。
[0089] 簇內(nèi)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)數(shù)取值不同時(shí)，簇首向數(shù)據(jù)融合中心發(fā)送判決信息的誤碼率BER會(huì) 隨認(rèn)知節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)融合中心信噪比SNR變化而發(fā)生變化。處于簇群內(nèi)的簇節(jié)點(diǎn)數(shù)量與距離 融合中心較近的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)量呈同增同減變化。所以，當(dāng)所分的簇?cái)?shù)越多時(shí)（D取值越大）， 選取出的簇首節(jié)點(diǎn)的感知性能就越好。從圖5是可以看出簇內(nèi)的節(jié)點(diǎn)數(shù)越多時(shí)，誤碼率越 低，分簇方法越能夠取得較好的性能。
[0090] 圖6是簇?cái)?shù)不同情況下協(xié)作頻譜感知的檢測概率隨虛警概率的變化圖。
[0091] 從圖6中可以清晰看出，相對(duì)于簇?cái)?shù)不同的情況下，分簇越多的算法漏檢概率更 低，即在虛警概率一定的情況下，簇?cái)?shù)越多準(zhǔn)確率越高。這是因?yàn)樵摲椒ㄖ写厥拙嚯x融合中 心的路程最短，因此相比其它節(jié)點(diǎn)來說，它們傳送信息的SNR要明顯低很多。所以，當(dāng)網(wǎng)絡(luò) 中簇?cái)?shù)越多時(shí)（簇?cái)?shù)J取值越大），向數(shù)據(jù)融合中心傳送判決信息的的簇首節(jié)點(diǎn)也越多，數(shù) 據(jù)融合中心收到錯(cuò)誤信息的概率也就越低。這也就是為什么未分簇網(wǎng)絡(luò)收到錯(cuò)誤信息的概 率較高而導(dǎo)致協(xié)作頻譜感知的檢測概率較低的原因。
[0092] 上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述 實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前 提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)分簇協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于：所述認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)分 簇協(xié)作頻譜感知方法的具體步驟如下： St ep 1、將感知網(wǎng)絡(luò)中所有感知用戶分為若干簇，并選出每個(gè)簇的簇頭； Step2、首先對(duì)CR系統(tǒng)中分到每個(gè)簇內(nèi)的感知用戶進(jìn)行能量檢測感知本地的頻譜占用 情況，同時(shí)簇首將本簇內(nèi)的感知用戶上報(bào)的能量檢測信息發(fā)送至簇首利用數(shù)據(jù)融合方法進(jìn) 行第一次數(shù)據(jù)融合處理； Step3、簇首數(shù)據(jù)融合之后簇首將它們各自判定出的融合判決結(jié)果發(fā)送至融合中心，在 融合中心中進(jìn)行第一次數(shù)據(jù)融合處理； Step4、由融合中心估計(jì)出接收到的每個(gè)簇首的信噪比，并將與其所有簇信噪比的平均 值進(jìn)行比較，判斷是否大于其平均值； Step5、如果大于平均值則在融合中心進(jìn)行第二次數(shù)據(jù)融合，否則不進(jìn)行； 所述步驟Step5,在融合中心中利用"OR準(zhǔn)則"進(jìn)行第二次數(shù)據(jù)融合，并根據(jù)融合結(jié)果 作出最終感知判決結(jié)果，來感知此信道是否被使用。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)分簇協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于：所述 步驟Step3中，其中，在融合中心中進(jìn)行第一次數(shù)據(jù)融合處理時(shí)合并感知所有簇首節(jié)點(diǎn)的 數(shù)據(jù)信息都采用"OR準(zhǔn)則"融合策略。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)分簇協(xié)作頻譜感知方法，屬于認(rèn)知無線電技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括步驟：首先，將認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中所有感知用戶分為若干簇，并從中選出每個(gè)簇的簇首；之后，對(duì)各簇內(nèi)的感知用戶通過能量檢測來感知本地的頻譜占用情況，同時(shí)簇首將感知到的能量檢測信息發(fā)送至簇首進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理；簇首數(shù)據(jù)融合之后，將判決結(jié)果發(fā)送至融合中心進(jìn)行數(shù)據(jù)融合；最后，由融合中心估計(jì)出每個(gè)簇首的信噪比，并將與其所有簇信噪比的平均值進(jìn)行比較，根據(jù)對(duì)比結(jié)果最終來感知是否有主用戶在占用頻譜。本發(fā)明提出的優(yōu)化策略從理論上講可以有效降低路徑損耗與衰落對(duì)檢測性能的影響，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)易于管理且適用于較大規(guī)模和信道環(huán)境復(fù)雜的無線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)。
【IPC分類】H04W24/00, H04B17/309, H04B17/382
【公開號(hào)】CN105119669
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510569517
【發(fā)明人】彭藝, 宋浩, 蘇黎韡
【申請(qǐng)人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月9日