[发明专利]一种基于优选用户的协作频谱感知方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线电频谱感知方法，尤其涉及一种基于优选用户的协作频谱感知方法。 

背景技术

频谱资源紧张已经日趋严重，认知无线电技术通过实时的感知用频信息，从而灵活的分配和使用频率资源，使非授权用户能够伺机分享授权用户的频谱资源，从而大大提高了频谱使用效率，认知无线电技术已经被公认为是解决频谱资源紧张的最佳技术之一，是下一代无线通信网络的技术基础。而频谱感知则是认知无线电的首要任务，单用户感知检测率受环境衰弱和阴影影响，而协作频谱感知是解决这种影响的有效手段。在进行协作频谱感知时，既要考虑提高节点检测性能，又要避免协作感知网络开销太大而导致协作感知效率降低。 

公开号CN 103795481A公开了一种基于自由概率理论的协作频谱感知方法，该方法适用于MIMO通信环境，首先对各个次基站的多个天线的接收信号进行采样，采样信号将进行集中处理；接着根据所有接收采样信号和信道的噪声方差，借助于随机矩阵的渐近自由特性和Wishart分布特性，采用基于自由解卷积的算法求解所有接收天线的平均接收信号功率；然后依据目标虚警概率，运用Monte Carlo仿真在仅有噪声存在的情况下计算检测阈值；最后将目标虚警概率和检测阈值进行比较，判断主基站是否在发送信号。该发明能够从次基站的接收信号中获得准确的接收功率，而且可以有效地提高频谱感知性能，尤其是在低信噪比和小样本情况下。 

本发明涉及了一种基于优选用户的协作频谱感知方法，该方法对协作感知设备技术方式透明，实施方法对无线电设备没有特定工作制式要求，通用性强，协作频谱感知检测率高，协作频谱感知网络开销低，可广泛用于需要协作频谱感知的无线电领域，如认知无线电、传感器网络和无线电频谱监测，但不局限以上列举的范围。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种协作频谱感知检测率高、协作频谱感知网络开销低、通用性强的基于优选用户的协作频谱感知方法。 

基于优选用户的协作频谱感知方法，其特征在于，通过优选用户计算方法得出最优协作感知节点数K_opt，计算感知网内所有感知用户的检测概率并从大到小排序，选取检测概率大的K_opt个感知用户作为协作感知节点；然后，基于数据融合判决准则设计优选节点的数据融合方案；最后，基于优选用户计算方法选取的最优协作感知节点和数据融合方案，设计基于优选用户的协作频谱感知处理流程。 

本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、引入优选用户计算方法对协作频谱感知用户进行优选，提高了协作感知数据的有效性；2、基于数据融合判决准则对数据融合方案进行设计，提高了融合数据效率；3、基于优选用户计算方法和数据融合方案设计协作频谱感知处理流程，提高了协作频谱感知效率。该方法可应用于但不局限于认知无线电、传感器网络和无线电频谱监测领域，，但不局限以上列举的范围。 

附图说明

图1优选用户的选取示意图； 

图2基于优选用户数的数据融合准则结构图； 

图3基于优选用户的协作频谱感知处理流程图。 

具体实施方式

为进一步说明本发明，下面结合附图1、附图2和附图3给出一个实施例，本实施例仅限于说明本发明的一种实施方法，不代表对本发明覆盖范围的制约。 

优选用户选取过程如下：如附图1所示，首先求解最优协作感知节点数K_opt，假设协作感知网络共由N个感知节点组成，其中有K个协作感知节点被选中参与协作感知。P_f、P_m分别表示感知节点的虚警概率和漏检概率，此时K个协作感知节点的协作虚警概率Q_f(K)和协作漏检概率Q_m(K)可以表示为： 

Q_f(K)＝1-(1-P_f)^K  (1) 

Q_m(K)＝(P_m)^K  (2) 

此时系统的错误检测概率Q_e可以表示为 

Q_e＝p₀·(1-(1-P_f)^K)+p₁·(P_m)^K  (3) 

其中p₀和p₁分别表示主用户存在和不存在的先验概率。