[發明專利]一種認知無線電中合作頻譜感知方法及系統

有效

• 申請號: 201510370237.3
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN104994512B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 王月月;安建偉;王怡;胡月龍
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 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所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種認知無線電中合作頻譜感知方法及系統，能夠減少冗余信息，并提高檢測信息的可靠性。所述方法包括：將各個認知用戶檢測到的能量結果與相應的判決門限進行比較，輸出判決結果；每個認知用戶將本次判決結果與對應的寄存器中存儲的上一次判決結果進行比較，若兩次判決結果不同，則用本次判決結果替換所述寄存器中已存儲的上一次判決結果，并將本次判決結果發送至融合中心，否則，不做處理；根據接收到的判決結果及在融合中心中預設的動態可信度區間，判定授權用戶是否存在。本發明適用于認知無線電頻譜感知技術領域。

技術領域

本發明涉及認知無線電頻譜感知技術領域，特別是指一種認知無線電中合作頻譜感知方法及系統。

背景技術

近年來，隨著通信業務的快速發展，人們對無線通信業務的接入速率和寬帶的要求越來越高。傳統的頻譜分配方法是一種固定的頻譜分配，根據美國聯邦通信委員會的報告估計，70％的固定分配頻譜利用率低下。

認知無線電技術能夠實時動態的尋找“頻譜空穴”并接入頻譜，提高頻譜利用率。頻譜感知是認知無線電的基礎和關鍵技術之一。頻譜感知技術分為單認知用戶感知和多認知用戶合作感知。由于單個認知用戶(認知用戶也可以稱為CR用戶或認知用戶節點)在實際生活中會受到陰影效應、多徑傳播等因素的影響，因此多認知用戶合作頻譜感知技術越來越受到推崇。參看圖1所示為合作頻譜感知的系統圖，各個認知用戶感知授權用戶的信息，并將感知結果發送到基站(也稱為融合中心)，由融合中心按一定的融合規則對接收到的感知結果進行最終判決是否有授權用戶(也稱作主用戶)的出現。

認知用戶對授權用戶的感知方法有很多，經典的感知方法包括：匹配濾波器、波形檢測、能量檢測、循環平穩特征檢測、小波分析和多窗譜估計等。與其他感知方法相比，能量檢測是一種次優的檢測方法，但是它不需要授權用戶的先驗信息，并且其實現簡單，運算復雜度低，因此目前能量檢測被普遍應用。

融合中心參考下列3種融合準則對頻譜感知信息進行判決，判定授權用戶是否存在：

1.“OR”融合準則：在所有參與協作式頻譜感知的認知用戶中，如果有一個認知用戶判決授權用戶存在，則融合中心就判定授權用戶存在；否則判定授權用戶不存在。

2.“AND”融合準則思想為：當所有參與協作式頻譜感知的認知用戶判決授權用戶存在時，融合中心才判定授權用戶存在；否則判定授權用戶不存在。

3.“K秩”融合準則思想為：在M個參與本地判決的認知用戶中如果有K個認知用戶判定授權用戶存在，則融合中心判定有授權用戶存在，否則判定授權用戶不存在。

基于能量檢測和合作頻譜感知技術，在認知無線電環境下，合作頻譜感知相對于單個認知用戶需要傳遞更多的檢測信息，而一些認知用戶在某個時刻的檢測信息對于融合中心來說是不必要的甚至是錯誤的，這就造成了頻譜的浪費和檢測信息的可靠度低，導致最終的錯判。例如，在實際的無線電網絡環境中，由于合作認知用戶所處的位置是隨機分布的，導致各個認知節點的信噪比(Signal Noise Ratio，SNR)不同，各個認知用戶節點檢測性能的可靠性也由此不同，低SNR的認知節點會對合作檢測性能產生很大的影響，尤其當認知節點處于深度衰落環境中時，會降低聯合檢測概率，導致檢測信息的可靠度下降。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種認知無線電中合作頻譜感知方法及系統，以解決現有技術所存在的合作頻譜感知方法中傳輸的信息中含有冗余信息和錯誤信息，會導致頻譜的浪費及錯判的問題。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種認知無線電中合作頻譜感知方法，包括：

將各個認知用戶檢測到的能量結果與相應的判決門限進行比較，輸出判決結果；