[發(fā)明專利]一種認知無線電中合作頻譜感知方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510370237.3
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN104994512B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王月月;安建偉;王怡;胡月龍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04B17/309
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種認知無線電中合作頻譜感知方法，其特征在于，包括：

將各個認知用戶檢測到的能量結(jié)果與相應(yīng)的判決門限進行比較，輸出判決結(jié)果；

每個認知用戶將本次判決結(jié)果與對應(yīng)的寄存器中存儲的上一次判決結(jié)果進行比較，若兩次判決結(jié)果不同，則用本次判決結(jié)果替換所述寄存器中已存儲的上一次判決結(jié)果，并將本次判決結(jié)果發(fā)送至融合中心，否則，不做處理；

根據(jù)接收到的判決結(jié)果及在融合中心中預(yù)設(shè)的動態(tài)可信度區(qū)間，判定授權(quán)用戶是否存在；

其中，所述將各個認知用戶檢測到的能量結(jié)果與相應(yīng)的判決門限進行比較，輸出判決結(jié)果包括：

對各個認知用戶進行能量檢測；

對所述能量檢測信息進行去噪、采樣、并對采樣結(jié)果進行求和處理；

將處理后的各個認知用戶的能量檢測信息與各個認知用戶能量檢測信息的判決門限進行比較，輸出判決結(jié)果，所述判決門限表示如下：

其中，λ_i表示第i個認知用戶的能量檢測信息的判決門限，表示加性高斯白噪聲的方差，N表示采樣數(shù)，P_fi表示第i個認知用戶的虛警概率，P_fi＝μ_iP_f，i＝1,2,3，…，J，其中，J表示認知用戶的總數(shù)，μ_i表示調(diào)整因子，用來根據(jù)每個認知用戶的SNR來調(diào)整各個認知用戶虛警概率的大小，P_f表示為下式：

其中，λ表示認知用戶能量檢測信息的判決門限，P_f表示能量檢測所能達到的虛警概率；

其中，每個認知用戶分別對應(yīng)一個寄存器；

所述每個認知用戶將本次判決結(jié)果與對應(yīng)的寄存器中存儲的上一次判決結(jié)果進行比較包括：

在第一次感知過程中，每個認知用戶將其判決結(jié)果存儲在各自的寄存器中；

在后面的感知過程中，每個認知用戶將本次判決結(jié)果與各自寄存器中存儲的上一次判決結(jié)果進行比較；

其中，所述融合中心包括：環(huán)形寄存器，所述環(huán)形寄存器包括：與認知用戶數(shù)目相同個寄存器，用于存儲每個認知用戶發(fā)送來的判決結(jié)果；

所述根據(jù)接收到的判決結(jié)果及在融合中心中預(yù)設(shè)的動態(tài)可信度區(qū)間，判定授權(quán)用戶是否存在包括：

根據(jù)存儲的每個認知用戶發(fā)送來的判決結(jié)果，通過所述融合中心確定每個認知用戶的可信度α_i和動態(tài)可信度區(qū)間；

將每個認知用戶的可信度α_i與所述可信度區(qū)間進行匹配，若α_i屬于可信度區(qū)間，融合中心選取認知用戶i的判決結(jié)果來參加本輪融合，若α_i不屬于可信度區(qū)間，在本輪融合中，融合中心則舍棄認知用戶i的判決結(jié)果；

根據(jù)融合中心選取的判決結(jié)果及預(yù)設(shè)的融合準(zhǔn)則，判定授權(quán)用戶是否存在；

其中，所述根據(jù)存儲的每個認知用戶發(fā)送來的判決結(jié)果，通過所述融合中心確定每個認知用戶的可信度α_i和動態(tài)可信度區(qū)間包括：

在第一次感知過程中，定義每個認知用戶的可信度α_i＝1，i表示第i個認知用戶；

在后面的感知過程中，每個認知用戶的可信度α_i表示如下：

其中，NUM_matched(i)表示在M次感知過程中，第i個認知用戶的判決結(jié)果和最終判決結(jié)果一致的次數(shù)，J為認知用戶的總數(shù)；

根據(jù)每個認知用戶的可信度α_i，確定總體置信度α_ALL，所述總體置信度α_ALL表示如下：

通過融合中心確定每個認知用戶的傳輸信噪比，并根據(jù)每個認知用戶的傳輸信噪比確定動態(tài)可信度區(qū)間[α_ALL-θ_i,α_ALL+θ_i]，θ_i表示如下：

其中，J表示認知用戶的總數(shù)，SNR_i表示第i個認知用戶的傳輸信噪比，為傳輸信噪比的平均值。

2.一種認知無線電中合作頻譜感知系統(tǒng)，其特征在于，包括：

檢測信息判決單元，用于將各個認知用戶檢測到的能量結(jié)果與相應(yīng)的判決門限進行比較，輸出判決結(jié)果；

判決結(jié)果比較單元，用于每個認知用戶將本次判決結(jié)果與對應(yīng)的寄存器中存儲的上一次判決結(jié)果進行比較，若兩次判決結(jié)果不同，則用本次判決結(jié)果替換所述寄存器中已存儲的上一次判決結(jié)果，并將本次判決結(jié)果發(fā)送至融合中心，否則，不做處理；

授權(quán)用戶判定單元，用于根據(jù)接收到的判決結(jié)果及在融合中心中預(yù)設(shè)的動態(tài)可信度區(qū)間，判定授權(quán)用戶是否存在；

其中，所述檢測信息判決單元包括：

能量檢測模塊，用于對各個認知用戶進行能量檢測；

處理模塊，用于對所述能量檢測信息進行去噪、采樣、并對采樣結(jié)果進行求和處理；

檢測信息判決模塊，用于將處理后的各個認知用戶的能量檢測信息與各個認知用戶能量檢測信息的判決門限進行比較，輸出判決結(jié)果，所述判決門限表示如下：

其中，λ_i表示第i個認知用戶的能量檢測信息的判決門限，表示加性高斯白噪聲的方差，N表示采樣數(shù)，表示第i個認知用戶的虛警概率，其中，J表示認知用戶的總數(shù)，μ_i表示調(diào)整因子，用來根據(jù)每個認知用戶的SNR來調(diào)整各個認知用戶虛警概率的大小，P_f表示為下式：

其中，λ表示認知用戶能量檢測信息的判決門限，P_f表示能量檢測所能達到的虛警概率；

其中，每個認知用戶分別對應(yīng)一個寄存器；

所述判決結(jié)果比較單元包括：

存儲模塊，用于在第一次感知過程中，每個認知用戶將其判決結(jié)果存儲在各自的寄存器中；

判決結(jié)果比較模塊，用于在后面的感知過程中，每個認知用戶將本次判決結(jié)果與各自寄存器中存儲的上一次判決結(jié)果進行比較；

其中，所述融合中心包括：環(huán)形寄存器，所述環(huán)形寄存器包括：與認知用戶數(shù)目相同個寄存器，用于存儲每個認知用戶發(fā)送來的判決結(jié)果；

所述授權(quán)用戶判定單元包括：

可信度及動態(tài)可信度區(qū)間確定模塊，用于根據(jù)存儲的每個認知用戶發(fā)送來的判決結(jié)果，通過所述融合中心確定每個認知用戶的可信度α_i和動態(tài)可信度區(qū)間；

判決結(jié)果選取模塊，用于將每個認知用戶的可信度α_i與所述可信度區(qū)間進行匹配，若α_i屬于可信度區(qū)間，融合中心選取認知用戶i的判決結(jié)果來參加本輪融合，若α_i不屬于可信度區(qū)間，在本輪融合中，融合中心則舍棄認知用戶i的判決結(jié)果；

授權(quán)用戶判定模塊，用于根據(jù)融合中心選取的判決結(jié)果及預(yù)設(shè)的融合準(zhǔn)則，判定授權(quán)用戶是否存在；

其中，所述可信度及動態(tài)可信度區(qū)間確定模塊包括：

第一可信度確定子模塊，用于在第一次感知過程中，定義每個認知用戶的可信度α_i＝1，i表示第i個認知用戶；

第一可信度確定子模塊，用于在后面的感知過程中，每個認知用戶的可信度α_i表示如下：

其中，NUM_matched(i)表示在M次感知過程中，第i個認知用戶的判決結(jié)果和最終判決結(jié)果一致的次數(shù)，J為認知用戶的總數(shù)；

總體置信度確定子模塊，用于根據(jù)每個認知用戶的可信度α_i，確定總體置信度α_ALL，所述總體置信度α_ALL表示如下：

動態(tài)可信度區(qū)間確定子模塊，用于通過融合中心確定每個認知用戶的傳輸信噪比，并根據(jù)每個認知用戶的傳輸信噪比確定動態(tài)可信度區(qū)間[α_ALL-θ_i,α_ALL+θ_i]，θ_i表示如下：

其中，J表示認知用戶的總數(shù)，SNR_i表示第i個認知用戶的傳輸信噪比，為傳輸信噪比的平均值。