[發明專利]一種認知無線電頻譜感知合作檢測方法

有效

• 申請號: 201310026981.2
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103067108A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 李云;季薇;芮小虎
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 楊楠

技術領域

本發明涉及一種認知無線電頻譜感知檢測方法，尤其涉及一種認知無線電頻譜感知合作檢測方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

近十年來，隨著無線通信技術的迅猛發展，各種通信系統（如LTE、LTE?Advanced、WiFi、WiMax、無線Mesh網、衛星通信、協同通信等）對無線頻譜資源的需求也相應增長，從而導致適用于無線通信的頻譜資源變得日益緊張，成為制約無線通信發展的新瓶頸。按照目前的頻譜固定分配方式，在可用范圍內可供分配使用的頻率已寥寥無幾。而已被分配頻譜的實際使用效率并不高，僅為15%~85%。因此，如何提高頻譜使用效率現已成為熱點研究課題。

近年來提出的認知無線電（Cognitive?Radio，CR）技術有望解決這一問題。認知無線電這一概念首先由Joseph?Mitola博士在1999年提出。后來美國聯邦通信委員會提出一種被廣泛接受的定義：認知無線電是一種智能無線電系統，它能感知周圍環境，運用“理解—構建”的方法學從周圍環境中獲取消息,并通過實時改變傳輸功率、載頻、調制方式等傳輸參數來適應環境的變化。

認知無線電技術是一種智能頻譜共享技術，因而檢測感興趣的頻譜資源是否處于空閑狀態是認知無線電的首要工作。我們把在時域、頻域、空域中出現的可以被利用的頻譜資源稱為頻譜空穴，頻譜感知就是對周圍的無線信道環境進行感知，以此來確定頻譜空穴，也就是分配給主用戶（Primary?User，PU，也稱授權用戶）但在特定的時間里沒有被主用戶使用的空閑頻段。

隨著認知無線電技術的不斷發展，頻譜感知技術也在不斷的發展。在早期，頻譜感知技術一般是采用能量檢測、循環特征檢測、匹配濾波器檢測等發射源檢測的方法，雖然有設計復雜度低、易于實現等優點，但由于會受到陰影和多徑等因素的影響，檢測的性能會隨著接收信號強度的降低而減弱，并且檢測能力自身也有一定的限制。考慮到多個認知用戶（Cognitive?User，CU）空間地理位置差異所產生的天然空間分集增益，可將多個本地認知用戶聯合起來，共享單個本地檢測信息，從而共同完成對授權用戶信號的檢測，以達到顯著提高認知無線電系統整體檢測性能的目標。

分布式多用戶合作檢測是實現基于合作的頻譜檢測方法之一。在此方法中，各認知用戶將本地檢測信息上報給認知無線電基站（或稱為融合中心），由認知無線電基站進行本地檢測信息的數據融合處理后做出最終的頻譜決策。目前常用的融合規則有“與”、“或”和“多數”規則。在實際應用中，由于參加合作檢測的認知用戶受信道衰落、噪聲不確定以及相鄰節點陰影相關性等不利因素的影響，使融合后的檢測信息仍然具有較大的不確定性，因此采用此類融合方式不能充分反映用戶的所有觀察信息。

針對以上問題，有人提出了一種基于Dempster-Shafer’s(D-S)證據理論的檢測信息融合與決策算法[Peng?Q,Zeng?K,Wang?J,et?al.A?distributed?spectrum?sensing?scheme?based?on?credibility?and?evidence?theory?in?cognitive?radio?context[C].//Proc.of?IEEE?17th?Int.Symposium?on?Personal,Indoor?and?Mobile?Radio?Communications（PIMRC’06）,2006:1-5.]。相比于傳統的合作檢測算法，采用D-S融合決策算法的合作檢測提高了檢測信息融合的準確性，但是這種方法所依據的Dempster合并規則要求所使用的證據必須是相互獨立的，而在實際應用中，這樣的要求有時就顯得太苛刻。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術不足，提供一種認知無線電頻譜感知合作檢測方法，將模糊積分知識應用到多用戶融合規則中，從而提高頻譜檢測性能。

本發明具體采用以下技術方案解決上述技術問題：

一種認知無線電頻譜感知合作檢測方法，融合中心將參與合作檢測的不同認知用戶的感知結果進行融合，得到最終判定結果，具體包括以下步驟：

步驟1、各認知用戶預先設置各自的S型隸屬函數如下：