[发明专利]一种迭代式的协作频谱检测方法

说明书

技术领域

本发明属于认知无线电技术领域，特别涉及认知无线电中的频谱检测方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，无线应用不断拓展，频谱资源的缺乏已成为无线应用研究过程中不得不面临的问题。当前的频谱管理策略是基于静态控制的模型。管理机构将可用频谱资源划分成固定、非重叠的频谱块，并通过保护频带进行分割，将这些频谱块以独占(exclusive)的方式分配给不同的服务和技术，例如：移动通信运营商、广播电视、军事和公共安全部门。

为了解决上述频谱利用率低下的问题，一种称为认知无线电(CR，Cognitive Radio)的新的频谱使用模式正逐渐受到人们的关注。认知无线电的基本思想是：认知用户通过检测授权用户的授权频段，在不对授权用户产生干扰的情况下，“伺机”接入未被授权用户使用的授权频段。频谱检测是认知无线电技术实现的关键与前提，它为认知用户的接入提供可靠的频谱检测。当前的检测方法主要分为单节点检测和多节点协作式检测。单节点检测主要有：匹配滤波检测，能量检测，周期性检测，协方差检测，及本震泄漏等。传统单节点检测中存在诸如隐蔽终端，噪声功率不确定及信道衰落等不利因素的影响，使得检测性能得不到保障。协作检测能够克服上述缺陷，检测性能比普通单节点检测的检测性能有大幅提高，因此协作型检测越来越受到关注。多节点协作式检测主要分为：存在性检测和覆盖区检测。存在性检测算法包括普通的协作式检测，带权重的协作式检测，中继型协作式检测等。普通式协作检测判决中心的融合方案主要为OR型，AND型和K秩型。在普通协作式检测中，认知用户数目越多，检测概率就会越高，但认知用户数目越多存在一种缺陷，由于认知用户通过TDMA方式向判决中心传送本地判决结果，当认知用户过多时，传输和判决过程消耗了大量的时间、能量和频谱。

发明内容

本发明的目的是为了解决在现有的认知无线电的频谱检测过程中，当认知用户过多时，传输和判决过程消耗大量的时间、能量和频谱，提出了一种迭代式的协作频谱检测方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种迭代式的协作频谱检测方法，包括如下步骤：

步骤1：认知用户U₁，U₂共同检测可用频段f₁并将检测结果和接收的信号功率P₁，P₂告知判决中心，判决中心根据接收到的功率大小决定迭代次序和迭代次数，假设接收功率P₁＞P₂，则迭代次序为U₁、U₂；

步骤2：判决中心根据判决准则做出频段f₁上授权用户是否存在的判断，并将判决结果告知两认知用户：

步骤21：若检测到授权用户存在，退出使用的频段，等待新的频谱空闲；

步骤22：若检测到授权用户不存在，进行数据传输，在下一检测时刻，按照迭代次序，认知用户U₁检测频段f₁，并将检测结果告知判决中心，认知用户U₂保持寂静；

步骤3：判决中心根据判决准则做出频段f₁上授权用户是否存在的判断，并将判决结果告知两认知用户；

步骤31：若检测到授权用户存在，退出使用的频段，等待新的频谱空闲；

步骤32：若检测到授权用户不存在，进行数据传输，在下一检测时刻，认知用户U₂检测频段f₁，并将检测结果告知判决中心，认知用户U₁保持寂静；

步骤4：转到步骤2，进行迭代检测。

所述迭代次数通过认知用户U₁，U₂在接收端的接收信号的功率来确定，在虚警概率为P_f，两认知用户独立检测授权用户的情况下，U₁，U₂的检测概率分别如下所示：