[發(fā)明專利]一種基于迭代篩選的多信道協(xié)作頻譜感知方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310074805.6
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號(hào): CN103209037A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任品毅;張飛;杜清河;白鳳儀
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B17/00
• 分類號(hào): H04B17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 汪人和

1.一種認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中基于迭代篩選的多信道協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于，包括以下操作：

1）在認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中N個(gè)次級用戶，K個(gè)授權(quán)信道，以及一個(gè)公共控制信道；只有當(dāng)信道空閑的時(shí)候才允許次級用戶利用主用戶信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而一旦主用戶返回，次級用戶必須立即無條件的退讓出所占用的信道；將系統(tǒng)時(shí)間化分成一系列的時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片為一個(gè)超幀，每個(gè)超幀由N1個(gè)幀組成，每幀為一個(gè)迭代周期；

2）在每一幀中，參與頻譜感知的次級用戶首先獲得自己的二值感知結(jié)果，然后通過協(xié)作感知接受其他次級用戶的二值感知結(jié)果，通過比較判決自己是否繼續(xù)參與下一幀的頻譜感知，感知性能差的次級用戶將會(huì)被優(yōu)先剔除，不再參與下一幀的協(xié)作頻譜感知；有數(shù)據(jù)發(fā)送需求的次級用戶在公共控制信道上競爭可用信道，競爭獲勝的次級用戶開始數(shù)據(jù)傳輸；在每幀結(jié)束時(shí)，每個(gè)參與感知的次級用戶使用一個(gè)具有兩個(gè)時(shí)隙的遺忘函數(shù)更新本地感知數(shù)據(jù)庫；

3）按照步驟2）的操作，上幀運(yùn)行完成后進(jìn)行下一幀的運(yùn)行。

2.如權(quán)利要求1所述的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中基于迭代篩選的多信道協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于，所有次級用戶之間嚴(yán)格時(shí)間同步，將時(shí)間劃分成固定長度的超幀；每幀劃分為四個(gè)時(shí)隙，依次為本地感知時(shí)隙、協(xié)作時(shí)隙、競爭時(shí)隙和數(shù)據(jù)傳送時(shí)隙；其中本地感知時(shí)隙又劃分為L_i個(gè)子時(shí)隙，在每個(gè)子時(shí)隙內(nèi)，次級用戶從K條信道中選擇一條信道進(jìn)行頻譜感知。

3.如權(quán)利要求2所述的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中基于迭代篩選的多信道協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于，在本地感知時(shí)隙，每個(gè)次級用戶選擇L_i條信道進(jìn)行頻譜感知，并根據(jù)能量檢測方法做出關(guān)于信道狀態(tài)的二值判決（1、-1），其中1表示信道空閑，-1表示信道被占用；

在協(xié)作時(shí)隙，次級用戶通過CSMA/CA策略在公共控制信道上廣播本地判決結(jié)果；在該時(shí)隙末尾，每個(gè)次級用戶根據(jù)接收到的所有其它次級用戶的感知結(jié)果，利用‘MAJORITY’邏輯準(zhǔn)則對K條信道的信道狀態(tài)進(jìn)行最終判決；在該時(shí)隙末尾，次級用戶i首先找出判決結(jié)果可信度最高的信道；然后找出所有參與感知該條信道的次級用戶，并計(jì)算所有這些次級用戶的感知錯(cuò)誤數(shù)，所述的感知錯(cuò)誤數(shù)為每個(gè)次級用戶的本地感知結(jié)果與全網(wǎng)信道狀態(tài)判決結(jié)果不同的信道個(gè)數(shù)，然后按照感知錯(cuò)誤數(shù)從大到小對這些次級用戶進(jìn)行排序；如果次級用戶i處于該有序序列的前d個(gè)元素，則次級用戶i在下個(gè)時(shí)隙停止感知，否則次級用戶i繼續(xù)參與協(xié)作頻譜感知；

在競爭時(shí)隙，具有數(shù)據(jù)發(fā)送需求的次級用戶在公共控制信道上通過CSMA/CA策略競爭可用信道；

在數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)隙，競爭獲勝的次級用戶在所選擇的信道上開始數(shù)據(jù)傳輸。

4.如權(quán)利要求3所述的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中基于迭代篩選的多信道協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于，在本地感知時(shí)隙中，設(shè)第i個(gè)次級用戶感知了L_i條信道，第j個(gè)信道被m_j個(gè)次級用戶感知，m_j為奇數(shù)；每個(gè)次級用戶維護(hù)一個(gè)本地感知信息庫C，令c_j表示第j個(gè)信道的狀態(tài)信息，則C={c₁,c₂,…c_K}；在初始狀態(tài)下，c_j=0，對j=1,2,…K；L_i=a，對i=1,2,…N，1<a<K；m_j=b；

第i個(gè)次級用戶的信道判決結(jié)果用一個(gè)1×K維的矩陣decision_i表示，其中如果decision_i的第j個(gè)元素decision_i(j)為-1，則表示第j個(gè)信道被主用戶占用，若為1則表示空閑，為0則表示次級用戶i并沒有感知第j個(gè)信道。