[发明专利]一种基于无线指纹数据库的频谱感知方法

摘要

本发明涉及一种基于无线指纹数据库的频谱感知方法，属于无线通信领域。该方法：首先将目标地理区域划分为L个相同大小的网格；当网络中的各个PU位置预先已知时，根据该网格所对应的PU授权频段可用性标签，决定SU接入、检测或不接入PU授权频段。当PU在网格中的位置未知时，采用SVM算法，先预测此时的P个PU工作状态，然后预测该网格位置及其邻近的N个网格所对应的PU授权频段的可用性标签，然后将N+1个网格联合起来，对SU所在地理网格的PU授权频段状态进行标签数据融合，最后对频谱状态做出判决。本发明在保证PU通信质量的前提下，灵活分配SU的空间频谱资源，节省感知时间，进而提高频谱利用效率。

主权项

1.一种基于无线指纹数据库的频谱感知方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：S1：假设CR网络中的次用户(secondary user,SU)处于蜂窝网络工作体制下，工作频段为F₁频段；对基站覆盖范围内的地理区域预先进行规划，并将整个目标区域划分为同等大小的L个局部区域网格；S2：在每个网格对应的初始数据库单元中存入其周围K个基站的F₁频段参考信号到达该网格的到达时间(time of arrival,TOA)估计值、P个主用户(primary user,PU)发射机到该网格的F₂频段接收信号y_lm；S3：网络系统根据步骤S1中对应的L个同等大小的网格，形成初始的TOA指纹数据库，对有感知任务或者F₂频段接入需求的目标SU进行TOA定位，读取SU所在网格所对应的数据信息；所述指纹数据库保存在网络端或者直接下发到各个SU进行本地存储；并将指纹数据库中的数据分为PU位置已知和PU位置未知两种情况；S4：当PU发射机位置未知，即PU发射机位置标签PU_Tx_Position_Flag＝0时，在SU位置确定的情况下，根据SU与PU发射机的之间的距离来判定F₂频段的“不可用/可用/待检测”状态，且分别对应于PU_Licensed_Band_Flag＝1/‑1/0三个标志；F₂频段状态更新计数器存储的是距离该网格上一次更新PU_Licensed_Band_Flag数据的时间，预先设定一个上限值，待计数器达到此上限时，则自动清零，并将PU_Licensed_Band_Flag设置为0；S5：当PU发射机位置已知，即PU_Tx_Position_Flag＝1时，假设有足够多的SU能够预先遍历网络范围内的所有网格，并且能够经历网络中的P个PU发射机对应的2^P个工作状态，然后收集并存储每个工作状态下的L个网格所各自对应的F₂频段上的M次观测信号和PU_Licensed_Band_Flag，将这些数据作为训练数据输入到支持向量机(support vector machine,SVM)分类器当中，建立SVM模型；S6：更新SU所在地理网格内的F₂频段可用性标签数据。