[发明专利]基于判决门限优化的联合频谱感知方法

说明书

本发明涉及基于判决门限优化的联合频谱感知方法，依次包括构建多用户联合频谱感知的认知无线网络模型，由各认知用户接收授权用户发送的信号，在各认知用户获取到能量检测判决的最优门限值后，各认知用户分别对授权用户频谱进行自适应的本地能量检测，然后由频谱感知融合中心根据各认知用户的频谱检测结果及自身信噪比按照自适应融合判断准则选取参与协作的最佳协作认知用户，以在降低融合计算量的同时提高检测概率；根据选取的最佳协作认知用户的检测概率，以加权的OR准则协作后的全局检测概率作为联合频谱感知结果。该联合频谱感知方法既能自适应调整、获取能量检测判决的最优门限值，又能确定最佳协作认知用户、降低频谱感知融合中心融合计算量。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于判决门限优化的联合频谱感知方法。

背景技术

认知无线电技术(Cognitive Radio,CR)作为一种新兴的通信技术，其源于软件无线电，能够“伺机”的利用和共享空闲频谱，进而解决频谱资源紧缺难题，从而真正实现提高频谱利用率的目的。因此，认知无线电被认为是未来解决无线频谱资源紧张的关键。

认知无线电的基本途径是：首先认知用户(或称感知用户、次用户)采用频谱感知方法持续监测周围环境中的已授权频谱资源行，在保证授权用户能优先占用该段频谱且传输性能几乎不受影响的条件下，认知用户自适应地调整收发设备，并将收发设备调整至空闲频谱上通信。当认知用户感知(或称检测)到有授权用户信号出现时，认知用户则要快速腾出信道供授权用户使用，进而避免对授权用户的正常通信进行干扰。可见，认知用户所采用的频谱感知方法要求对授权用户具有高度的可靠性，即要求频谱感知方法具有高度的检测性能。

在实际环境中，由于受到多径衰落、阴影效应和噪声不确定性等诸多因素的不利影响，单个认知用户的检测性能往往不能适应对授权用户信号检测率的要求。为了减少多径衰落、阴影效应和噪声不确定性等诸多因素对检测性能的不利影响，基于多个认知用户的联合频谱感知方法被不断提出。在现有的联合频谱感知方法中，各认知用户首先利用能量检测方法对频谱进行检测，并将各自的检测结果发送给频谱感知融合中心进行融合，以达到有效感知频谱目的。

但是，现有的联合频谱感知方法多是基于各认知用户的能量检测结果，而能量检测结果则是在固定的判决门限值前提下做出的，并没有考虑到当认知用户所接收信号能量发生变化时，预设的固定判决门限值不利于认知用户做出准确的能量检测。因此，现有的基于预设的固定判决门限的联合频谱感知不能适应联合频谱感知的实际要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种既能够自适应的调整、获取能量检测判决的最优门限值，又能够确定最佳协作认知用户、降低频谱感知融合中心融合计算量的基于判决门限优化的联合频谱感知方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于判决门限优化的联合频谱感知方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

(1)构建多用户联合频谱感知的认知无线网络模型，并设定认知无线网络中具有M个独立的认知用户、两个授权用户以及一个频谱感知融合中心；其中，认知用户标记为CR_i，两个授权用户分别标记为PU₁和PU₂，频谱感知融合中心标记为FC；i＝1,2,…,M；

(2)建立授权用户PU₁与授权用户PU₂之间的通信，授权用户PU₁发送信号给授权用户PU₂，并由各认知用户CR_i对授权用户PU₁发送的信号进行接收；