[發明專利]一種協同頻譜感知中認知用戶的選擇方法

有效

• 申請號: 201410040355.3
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103781089A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 歐揚;汪一鳴
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04W24/00
• 分類號: H04W24/00;H04W24/08;H04W72/04;H04W40/10
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 項麗

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其是涉及有效解決頻譜資源匱乏而采用的認知無線電技術。

背景技術

隨著通信技術和通信行業的迅速發展，頻譜資源變得越來越緊張。近年來，認知無線電技術被認為是一種解決頻譜資源匱乏的有效方法。其主要思想是實現認知用戶（非授權用戶）在對主用戶（授權用戶）不產生有害干擾的前提下共享頻譜資源。頻譜感知是認知無線電中關鍵技術之一。根據IEEE802.22無線區域網絡規定，認知系統應該盡量遠離主用戶系統以保證主用戶免受次用戶發射機的干擾。當然，這種情況下次用戶節點處感知的主用戶信號的信噪比很低。此外在一個衰落環境中，由于深衰落和陰影而引起的信道的不確切性都對頻譜感知提出了挑戰。由于實際信道中的多徑和陰影效應，單個認知用戶頻譜感知的性能受到影響，因此需要不同用戶間的協同頻譜感知來對抗多徑和陰影效應,進而提高感知性能。

研究表明，隨著參與協同感知用戶數的增加，系統感知性能會得到顯著的改善，然而隨著參與協同感知用戶數的增加，系統的能量消耗也隨之增加。合作頻譜感知過程中，每個認知（CR）用戶獨立進行本地頻譜感知，然后將其感知結果發送到數據融合中心（FC）并等待系統最后的融合判決，在等待系統融合判決結果期間，認知用戶不能進行自己的數據發送與接收任務，因此降低了系統的平均吞吐量。此外，數據融合中心廣泛使用的融合準則并沒有進行優化，若參與協同感知用戶的感知性能比較差時，會因此降低系統的感知性能。有文獻研究表明，協同高信噪比（SNR）值的認知用戶進行合作感知，可以取得最好的感知性能，然而，實際應用中認知用戶感知信號的信噪比值是不可預知的，基站或融合中心無法根據認知用戶的信噪比值進行協同用戶的選擇。

在無法獲知認知用戶先驗信噪比情況下，有研究提出了簡單計數法（SC）和部分協議計數法（PAC），根據訓練期計數值的大小選擇參與協同的認知用戶。SC法和PAC法忽略了噪聲不確定度的影響，實際應用中，噪聲不確定度是一定存在的，必然會影響系統的實際檢測性能。

發明內容

本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種在無法獲知認知用戶先驗信噪比且對環境噪聲存在一定的不確定度情況下而設計的簡單可行且有效的協同頻譜感知中認知用戶的選擇方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種協同頻譜感知中認知用戶的選擇方法，它包括如下步驟，

（a）在認知無線電系統的工作幀模式中選擇一個工作時隙；

（b）在相應的工作時隙下，各認知用戶i對接收信號x(n)進行采樣，其中，i表示任一認知用戶；

（c）所述認知用戶i按下式計算各接收信號x(n)的多階自相關系數C_i(l)，

Ci(l)=1NΣn=0N-1xi(n)xi(n-l),]]>

其中，N表示數據長度，l=0,1,…,L-1。L為最大延時因子，根據數據長度N進行選擇，可取N/20～N/10之間的整數；

（d）所述認知用戶i根據上述計算出的L個自相關系數C_i(l)，按下式得到自相關矩陣Rx_i，

（e）所述認知用戶i根據各自的自相關矩陣Rx_i按下式計算性能參數Di₁和Di₀，