[发明专利]一种自适应调整的协同频谱感知方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种自适应调整的协同频谱感知方法。

背景技术

作为解决通信频谱资源紧缺的关键技术，认知无线电(CognitiveRadio,CR)能够“伺机”的对空闲频谱进行利用和共享，进而解决频谱资源紧缺难题。

认知无线电的基本途径是：首先认知用户采用频谱感知对周围环境中的已授权频谱资源进行持续监测，然后在保证授权用户能够优先占用该段频谱的条件下，认知用户自适应地调整收发设备至空闲频谱上通信，以有效、充分的利用空闲的频谱资源。当认知用户感知(或称检测)到授权用户信号出现时，认知用户则要快速腾出其“伺机”占用的信道，以让给授权用户使用，进而避免干扰授权用户的正常通信。可见，认知用户所采用的频谱感知方法要求对授权用户检测具有高度的检测性能，频谱感知技术对于授权用户信号存在情况的检测意义重大。

在实际环境中，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协同频谱感知方法相继被提出。在现有的协同频谱感知方法中，多数协同频谱感知方法假设各认知用户采用能量检测方法，通过预设固定的判决门限值来对接收的信号能量进行检测，然后每个认知用户发送检测结果给频谱感知融合中心进行融合处理，以达到对频谱进行准确感知的目的。

然而，现有的协同频谱感知方法仍然存在一些不足之处：一方面，在实际的协同频谱感知中，认知用户所接收信号能量是发生变动的，但是现有协同频谱感知方法没有考虑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能量检测的问题，这将导致各认知用户在实际能量检测中具有较低的检测性能，不利于提高协同感知的整体检测性能；另一方面，现有的协同频谱感知方法没有考虑到频谱感知融合中心的庞大融合计算量问题，从而导致频谱感知融合中心做出融合检测的效率降低，延迟了各认知用户及时占用或退出空闲频谱的感知时间。

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获取各认知用户进行能量检测判决的最优门限值，又能够确定最佳协同认知用户、降低频谱感知融合中心融合计算量的自适应调整的协同频谱感知方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种自适应调整的协同频谱感知方法，用于授权用户、频谱感知融合中心以及N个认知用户组成的认知无线网络中，其特征在于，依次包括如下步骤：

(1)N个认知用户对授权用户的频谱占用情况进行本地能量检测，并将频谱感知结果以及认知用户自身信噪比分别发送给频谱感知融合中心；其中，认知用户标记为CR_i(i＝1,2,…,N)，认知用户CR_i自身信噪比为snr_i，授权用户标记为PU，频谱感知融合中心标记为FC；

(2)频谱感知融合中心FC根据N个认知用户发送的频谱感知结果，统计N个认知用户中感知到授权用户PU频谱为占用状态的认知用户数目为m(1≤m≤N)、感知到授权用户PU频谱为空闲状态的认知用户数目为N-m；其中，授权用户PU频谱为占用状态记为H₁，授权用户PU频谱为空闲状态记为H₀；

(3)频谱感知融合中心FC根据N个认知用户发送的信噪比，计算m个感知到授权用户PU频谱为占用状态H₁的认知用户诚信系数κ_1,j以及N-m个感知到授权用户PU频谱为空闲状态H₀的认知用户诚信系数κ_2,t；其中，诚信系数κ_1,j以及κ_2,t的计算公式如下：