[发明专利]低复杂度的合作频谱感知方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信技术领域的方法，具体是一种低复杂度的合作频谱感知方法。

背景技术

近年来，认知无线电技术作为解决频谱资源紧张和已分配的频段利用率不足之间矛盾的最佳方案之一得到了飞速发展。它通过频谱感知技术使认知用户在不对授权用户造成干扰的情况下接入授权频段。因此频谱感知是认知无线电系统的关键技术。

能量检测法是由H.Urkowitz在文献“Energy detection of unknown deterministicsignals(未知的确定性信号的能量检测)”(Proceedings of the IEEE，vol.55，no.4，pp.523-531，April 1967)中提出。它的检测原理是根据带有零均值噪声被检测信号的能量大于只有零均值噪声的信号的能量，以一定频段上一定时间段内的信号能量作为判决依据来判断信号是否存在。

由于实现简单、计算复杂度低以及基本不需要先验信息等特点，能量检测成为认知无线电中广泛应用的频谱感知技术之一。由于无线通信中不可避免地存在多径衰落和阴影衰落，单节点频谱感知技术无法解决隐终端问题。合作频谱感知不但能够解决隐终端问题，还能够扩大频谱感知的范围，提高频谱感知的性能。因此，合作频谱感知技术被广泛研究，尤其是每个参与合作的认知用户采用能量检测的合作频谱感知技术。合作频谱感知技术分为分布式合作感知和集中式合作感知。集中式合作频谱感知是参与合作的认知用户将自己的感知信息发送到基站或者中心单元，由基站或者中心单元将接收到的信息进行处理，得出最终的判决结果。集中式合作感知主要可以分为硬合并合作感知和软合并合作感知。

经过对现有技术的检索发现，K.B.Letaief和W.Zhang在文献“Cooperativecommunications for cognitive radio networks(认知无线电网络中的协作通信)”(Proceedings of the IEEE，vol.97，no.5，pp.878-893，May 2009)中介绍了在基于硬合并的集中式合作频谱感知中，在参与合作频谱感知的认知用户数目一定时，参与合作频谱感知的认知用户计算统计量所采用的样本数越多，感知性能越好，同时计算复杂度也越高。

又经检索发现，L.Bian和Q.Zhu在《Proceedings of the fifth international conferenceon natural computation，vol.5，pp.38-42，Aug.2009.》上发表了题为“Cooperativespectrum sensing algorithm based on date fusion under bandwidth constraints(带宽受限下基于数据融合的合作感知算法)”的文章，该文中提出了一种低复杂度的合作感知方法，但是该方法同时也降低了合作感知的性能。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种低复杂度的合作频谱感知方法，提出了一个最优的区间，对统计量落入该区间的认知用户增加计算样本数，能够以最低的计算复杂度，达到与所有认知用户都采用增加计算样本数的合作频谱感知方法具有相同的感知性能。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步，参与合作频谱感知的认知用户对授权用户发出的信号进行采样得到采样序列{x(1)，x(2)，…，x(N₁)}，然后将采样序列信号通过平方律器件得到检测频带内信号功率的估计{x²(1)，x²(2)，…，x²(N₁)}并计算采样序列的能量统计量其中：N₁是采样序列的长度；

第二步，判断能量统计量

a)当大于等于第一门限γ₁时，则该参与合作频谱感知的认知用户向中心单元发送授权用户信号存在的检测结果信息；

b)当小于第二门限γ₂时，则该参与合作感知的认知用户向中心单元发送授权用户信号不存在的检测结果信息；