[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

说明书

本发明公开了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，包括参数设置、能量采集和算法选择三个部分，参数设置步骤是根据复杂的电磁环境自适应的设置频谱感知参数；能量采集步骤是各次用户从电磁环境中采集到对应频段的信号；算法选择步骤是在检测完采集信号后，根据检测所得数据自适应选择频谱感知算法。本方法可以使卫星星座根据接收信号情况选择最优的卫星频谱感知策略，从而在占用较少的卫星星上资源的情况下获得最优效益，解决了高频谱感知检测效率与卫星星上资源匮乏之间的矛盾。

技术领域

本发明涉及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，尤其涉及一种自适应卫星频谱感知技术，属于卫星通信技术。

背景技术

卫星通信是指地球上的无线电通信站利用卫星作为中继而进行的通信，卫星通信具有通信范围广的特点，其能够很好地填补地面通信无法或较难为偏远地区提供服务的缺陷。然而，可用的卫星频谱资源愈发稀缺，因此将认知无线电技术引入卫星通信，在不影响授权用户的正常通信的情况下允许认知用户和授权用户在同一频谱内共存。频谱感知技术是认知无线电中的核心技术，通过频谱感知，认知用户可以发现无线电环境中的频谱空穴，动态调整自身发送接收参数，伺机接入空闲的授权频段进行通信。

现有的卫星频谱感知方法受卫星资源限制，频谱感知效率较低，采用协作频谱感知可以有效解决此问题，然而长时间采用协作频谱感知会极大的浪费本就极其有限的卫星星上资源。自适应的频谱感知策略将有效解决卫星频谱感知效率与卫星星上资源的矛盾。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供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，该方法将自适应调整机理应用于卫星频谱感知，能够解决卫星频谱感知效率与卫星星上资源的矛盾。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

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，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)；