[發明專利]一種基于均勻量化結構的多比特頻譜感知方法

有效

• 申請號: 201410548828.0
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104243072B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 吳昊;姚富強;趙杭生;陳勇;柳永祥
• 申請（專利權）人: 中央軍委裝備發展部第六十三研究所
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于均勻量化結構的多比特頻譜感知方法，它包括以下步驟：第一，次級用戶建立頻譜感知模型，采用二元假設檢驗模型，并建立基于能量的檢驗統計量；第二，均勻量化，次級用戶根據“3σ”準則確定均勻量化器基本參數，即確定量化電平、量化起始分層電平、量化終點分層電平、量化間隔，進而對建立的檢驗統計量進行量化處理；同時分析單個次級用戶量化誤差的均值和方差；第三，融合中心建立統一的判決規則，當融合中心收集完所有次級用戶的檢驗統計量的量化值后，建立統一的檢驗統計量和判決規則，同時分析集總量化誤差的概率分布情況，并給出基于均勻量化結構的多比特頻譜感知方法檢測性能的閉解表達式。

技術領域

本發明涉及一種用于認知無線電網絡的頻譜感知方法，特別是一種基于均勻量化結構的多比特頻譜感知方法。

背景技術

頻譜感知可從多維度對頻譜資源使用情況進行分析，是認知無線電網絡頻譜資源高效使用的前提。軟判決頻譜感知作為一種性能優越的協作頻譜感知技術，被學術界廣泛關注，它對次級用戶的統計測量值進行融合處理，并做出最終判別。在認知無線電網絡中，軟判決頻譜感知技術可將各次級用戶通過控制信道發送的統計測量值在認知基站處進行融合處理后，從而判斷主用戶的活動情況。但當認知控制信道帶寬資源受限，次級用戶在發送統計測量值之前，通常對其進行量化處理，即常采用多比特量化技術。

當前，也有一些文獻研究了基于量化結構的頻譜感知技術，如一種實用化多比特數據融合策略的協作頻譜感知算法，在融合中心處采用似然比判別規則，分別給出了對應的最優檢測器和次優檢測器，并對兩種檢測器的性能進行分析；一種高效軟判決融合準則，對偽均勻量化結構和加權偽均勻量化結構算法的性能進行了詳細分析；還有的文獻對多比特量化的協作頻譜感知性能進行了分析，并給出了性能分析的近似表達式。本發明在上述文獻的研究基礎上，詳細分析了融合中心處量化誤差的概率分布情況，并建立量化統計測量值概率分布的閉解表達式，同時提出次級用戶采用“3σ”準則確定均勻量化器的基本參數，分析比較了量化結構下軟判決頻譜感知性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效的基于均勻量化結構的多比特頻譜感知方法。

實現本發明的技術方案是：第一，次級用戶建立頻譜感知模型，采用二元假設檢驗模型，并建立基于能量的檢驗統計量；第二，均勻量化，次級用戶根據“3σ”準則確定均勻量化器基本參數，即確定量化電平、量化起始分層電平、量化終點分層電平、量化間隔，進而對建立的檢驗統計量進行量化處理；同時分析單個次級用戶量化誤差的均值和方差；第三，融合中心建立統一的判決規則，當融合中心收集完所有次級用戶的關于檢驗統計檢測量的量化值后，建立統一的檢驗統計量和判決規則，同時分析集總量化誤差的概率分布情況，并給出基于均勻量化結構的多比特頻譜感知方法檢測性能的閉解表達式，通過仿真分析說明算法的有效性。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：1、考慮量化誤差對頻譜感知性能的影響，并在融合中心處分析了量化誤差的概率分布情況；2、次級用戶采用“3σ”準則確定均勻量化器的基本參數；3、本發明給出了基于均勻量化結構下多比特頻譜感知方法檢測性能的閉解表達式，通過仿真分析，說明算法的有效性。

附圖說明

圖1本發明的一種基于均勻量化結構的多比特頻譜感知方法流程圖；

圖2本發明的均勻量化器示意圖

圖3本發明中算法信噪比與檢測概率理論與仿真性能對比圖

圖4本發明中算法虛警概率與檢測概率理論與仿真性能對比圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

附圖1給出了一種基于均勻量化結構的多比特頻譜感知方法，它包括以下步驟：