[发明专利]一种基于频谱预测和感知融合的信道选择方法

说明书

本发明公开了一种基于频谱预测和感知融合的信道选择方法，基于频谱监测的历史数据对信道集合C中每一个信道的平均占用概率P_o、信道平均剩余可通信时长T_l、信道平均信噪比SNR三个参数进行统计估计。对信道集合C中每一个信道进行频谱预测，得出信道在预测阶段的检测概率，通过预测信道未来的占用情况，把不可用信道剔除在感知队列之外，减少了频谱感知时间。频谱感知完成后，将频谱感知的结果和频谱预测的结果按照一定的规则进行融合判断，减少漏检和虚警问题给频谱决策带来的误判，提高信道状态的检测性能，能快速地为链路建立过程找到高质量的可用信道。

技术领域

本发明属于无线通信领域，尤其是频谱预测与感知和最佳信道选择方法，具体地说是一种基于频谱预测和感知融合的信道选择方法。

背景技术

频谱预测和频谱感知是获得频谱态势的两大主要方法，简单地来说，频谱感知通过不同的信号检测方法来获得当前的频谱状态，而频谱预测则是通过挖掘频谱历史数据的内部相关性或者规律性来预先获得频谱将来的状态。

无论频谱预测还是频谱预测都存在漏检和虚警问题，漏检是指信道已经被占用而没被预测或检测出来，使用此信道会与信道占用用户的传输产生冲突，而虚警是指信道原本空闲，但预测或检测的结果是占用状态，用户会错失使用该信道的时机。如果将频谱感知的结果频谱预测的结果一并考虑，即按照的一定的规则进行融合判断，可减少漏检和虚警问题给频谱决策带来的误判，提高信道状态的检测性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于频谱预测和感知融合的信道选择方法，通过频谱预测的方法将未来频谱状态为占用的信道排除在信道感知次序外，避免在已被占用或不可用的信道上进行频谱感知，大幅降低频谱感知时间；并把频谱感知的结果频谱预测的结果融合，可减少漏检和虚警问题给频谱决策带来的误判，提高信道状态的检测性能，能快速地为链路建立过程找到高质量的可用信道。

本发明的技术方案是：

一种基于频谱预测和感知融合的信道选择方法，步骤如下：

步骤1、对于信道集合C中每一个信道，获取信道平均占用概率P_o、信道平均剩余可通信时长T_l和信道平均信噪比SNR；

步骤2、频谱预测：依次对信道集合C中每个信道进行预测，得到预测阶段的信道检测概率将检测概率与信道占用状态检测门限比较，把检测概率大于门限对应的信道从信道集合C中剔除，形成新的信道集合R＝{f₁,f₂,......f_M}M≤N；

步骤3、频谱感知：获取信道集合R中每个信道的信道质量Q，按Q值由大到小的顺序对集合R中的信道重新排序，形成具备最优感知次序的感知信道队列L_s；

步骤4、对感知信道队列L_s中的信道进行频谱感知，得到检测概率

步骤5、采用或逻辑来融合频谱预测和频谱感知的结果，将融合后的信道检测概率与信道占用状态检测门限Ω比较，将空闲信道选为能够建立链路的信道。

进一步地，步骤1具体为：建立N信道链路进行频谱监测，信道集合为C＝{f₁,f₂,......f_N}，统计信道集合C中每一个信道的平均占用概率P_o、信道平均剩余可通信时长T_l和信道平均信噪比SNR。

进一步地，步骤2具体为：采用BP神经网络来预测信道将来的占用状态，依次对信道集合C中的每个信道进行预测，得到每个信道在频谱预测阶段对应的检测概率

在频谱预测阶段，预设信道占用状态门限Ω(0＜Ω＜1)，采用下式判定信道状态：