[发明专利]一种感知性能驱动的单星和多星相结合的混合频谱感知方法

权利要求书

1.一种感知性能驱动的单星和多星相结合的混合频谱感知方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：参数设置

频谱感知优先级设置：根据当前区域内各频段的历史空闲概率设置感知频段集f_k表示第k个感知频段，k值越小，则感知频段f_k的历史空闲概率越大，感知频段f_k的优先等级越高，其中，N_F为待感知的感知频段数目；

感知门限设置：根据当前电磁环境设置卫星频谱感知的正确检测概率门限

步骤二：能量采集

在感知频段集中的所有空闲的感知频段中，选择优先等级最高的感知频段，在给定感知时隙内接收所选感知频段的信号；

步骤三：算法选择

对接收到的信号进行预处理，通过能量检测计算出该感知频段在信号接收时间内各卫星的累积能量P_τ,s，各卫星根据各自的累积能量P_τ,s估计不同的频谱感知策略对应的正确检测概率，以选择不同的频谱感知策略进行频谱感知；其中，P_τ,s为第s颗卫星的累计能量，1≤s≤M，M为当前区域上空卫星数目；具体包括如下步骤：

(1)估计单星频谱感知策略对应的正确检测概率P_d，P_d为当前区域所有卫星所取得的正确检测概率最大值：若P_d大于则直接采用单星频谱感知策略感知所选感知频段，并结合主用户是否存在检测方法判决信道占用情况，若信道空闲则结束频谱感知，否则返回步骤二；否则，进入步骤(2)；

(2)估计01融合协作频谱感知策略对应的正确检测概率Q_d：若Q_d大于则采用01融合协作频谱感知策略感知所选感知频段，并结合主用户是否存在检测方法判决信道占用情况，若信道空闲则结束频谱感知，否则返回步骤二；否则，进入步骤(3)；

(3)采用半软双门限频谱感知策略感知所选感知频段，并结合主用户是否存在检测方法判决信道占用情况，若信道空闲则结束频谱感知，否则返回步骤二。

2.根据权利要求1所述的感知性能驱动的单星和多星相结合的混合频谱感知方法，其特征在于：所述步骤三中，首先根据系统预设的虚警概率P_f计算出卫星的本地判决门限其中，N为采样点数，然后基于λ进行主用户存在性检测：

(1)单星频谱感知策略，若max(P_τ,s)＞λ，则判决结果为信号存在，否则判决结果为仅存在噪声，即该信道当前为空闲状态；

(2)01融合协作频谱感知策略，各卫星先根据各自的能量积累P_τ,s与本地判决门限λ得出各自的判决结果：若判决结果为信号存在，则向融合中心发送判决结果1；否则发送判决结果0；

融合中心对判决结果进行融合，采用K秩准则进行全局判决，即将各卫星判决结果相加所得的融合结果与预设的融合判决门限K进行比较：若大于K，则判决结果为信号存在，否则判决结果为仅存在噪声；

(3)半软双门限频谱感知策略，各卫星结合信道中的噪声不确定度确定较低的门限值λ₁和较高的门限值λ₂：若P_τ,s＞λ₂，则判决结果为信号存在，向融合中心发送判决结果1；若P_τ,s＜λ₁，则判决结果为仅存在噪声，向融合中心发送判决结果0；若λ₁≤P_τ,s≤λ₂，则向融合中心发送判决结果

3.根据权利要求1所述的感知性能驱动的单星和多星相结合的混合频谱感知方法，其特征在于：所述步骤三中：

单星频谱感知策略对应的正确检测概率为：

其中：P_d,s为第s颗卫星的正确检测概率，C₁和C₂为常量，且Ω_s为接收信号直射分量的平均功率，b_s为散射分量的平均功率，m_s为Nakagami参数，P_t为用频设备的发射信号功率，N₀为噪声功率谱密度，₁F₁( )为超几何函数，N为采样点数；

01融合协作频谱感知策略对应的正确检测概率通过下式计算：

其中：K为预设的融合判决门限，P_d,j和P_d,v分别为第j颗卫星和第v颗卫星的正确检测概率；

半软双门限频谱感知策略对应的正确检测概率通过下式计算：

其中：w_i和w_v分别为第i颗卫星和第v颗卫星根据历史正确检测概率所取得的判决结果可靠度。