[發(fā)明專利]一種面向密集網(wǎng)絡(luò)全頻段檢測的分布式協(xié)作頻譜認知方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811554580.3
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109548032B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李旭;張晶;荊濤;楊明強
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W24/02;H04B17/382
• 代理公司: 北京集智東方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關(guān)兆輝

本發(fā)明提供一種面向密集網(wǎng)絡(luò)全頻段檢測的分布式協(xié)作頻譜認知方法，過程如下：S1：將待檢測的所有頻點進行分組，各節(jié)點分別分配到一組待檢測頻點，且保證所有頻點在各節(jié)點的一跳范圍內(nèi)被分配完全；S2：各個節(jié)點分別對所分配的頻點進行能量檢測；S3：獲得全網(wǎng)所有節(jié)點的交互次序；S4：按照所述交互次序，將所檢測能量信息進行交互共享；S5：接收到共享信息的節(jié)點將其與自身上一次迭代的結(jié)果進行迭代，直到所有節(jié)點均完成一次共享并最終達到一致收斂的結(jié)果，否則返回S3；S6：各節(jié)點將迭代結(jié)果與判決門限進行比較，得到對于全局頻點的最終用頻決策。該方法能夠有效應(yīng)對密集網(wǎng)絡(luò)場景下全頻段檢測的需求，在保證較高檢測準確性的同時有效降低感知時延。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于認知自組網(wǎng)協(xié)作通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面向密集網(wǎng)絡(luò)全頻段檢測的分布式協(xié)作頻譜認知方法。

背景技術(shù)

認知無線電又被稱為智能無線電，它以靈活、智能、可重配置為顯著特征，通過感知外界環(huán)境，有目的地實時改變傳輸功率和頻點等操作參數(shù)，從而實現(xiàn)任何時間、任何地點的高可靠通信。在基于認知無線電技術(shù)的認知自組網(wǎng)中，頻譜認知被認為是成敗的關(guān)鍵。通過周期性的頻譜可用性和干擾情況檢測，得到頻譜可用性優(yōu)先級列表及干擾信息，接入并使用具有較高優(yōu)先級的授權(quán)頻段從而達到提高傳輸可靠性的目的。

現(xiàn)有的頻譜認知技術(shù)主要包括單節(jié)點獨立認知和多節(jié)點協(xié)作認知，單節(jié)點獨立認知技術(shù)主要包括基于濾波的檢測和能量檢測等。由于計算開銷和復(fù)雜度較低，基于能量檢測的方法是目前最廣泛使用的頻譜認知技術(shù)。多節(jié)點協(xié)作感知通過分集接收與協(xié)作交互可有效克服多徑效應(yīng)、陰影衰落等無線信道特征的影響，相比于單節(jié)點獨立感知，能夠顯著提高感知的準確性。協(xié)作感知分為集中式協(xié)作和分布式協(xié)作，其中集中式協(xié)作即各個節(jié)點獨立認知并將認知的頻譜信息通過公用控制信道匯聚到中心節(jié)點，中心節(jié)點依據(jù)認知信息做出最后的頻譜接入決策并通過公用控制信道返回給各個節(jié)點。集中式的方法需要融合中心對感知信息進行集中判決，相比于分布式協(xié)作，集中式協(xié)作的靈活性和抗毀性較差。但隨著全頻段認知需求的凸顯，當檢測頻點數(shù)巨大、網(wǎng)絡(luò)分布密集時，分布式協(xié)作感知的時延呈指數(shù)增長，無法滿足實時快響網(wǎng)絡(luò)通信需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的缺陷，為了解決密集網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點協(xié)作通信全頻段檢測場景下協(xié)作感知時延較大的問題，提出一種面向密集網(wǎng)絡(luò)全頻段檢測的分布式協(xié)作頻譜認知方法，該方法能夠有效應(yīng)對密集網(wǎng)絡(luò)場景下全頻段檢測的需求，在保證較高檢測準確性的同時有效降低感知時延。

本發(fā)明方法是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種面向密集網(wǎng)絡(luò)全頻段檢測的分布式協(xié)作頻譜認知方法，其具體實施過程如下：

S1：將待檢測的所有頻點進行分組，各節(jié)點分別分配到一組待檢測頻點，且保證所有頻點在各節(jié)點的一跳范圍內(nèi)被分配完全；

S2：各個節(jié)點分別對所分配的頻點進行能量檢測；

S3：獲得全網(wǎng)所有節(jié)點的交互次序；

S4：按照所述交互次序，將所檢測能量信息進行交互共享，各節(jié)點得到所有頻點的能量信息；

S5：接收到共享信息的節(jié)點將其與自身上一次迭代的結(jié)果進行迭代，直到所有節(jié)點均完成一次共享并最終達到一致收斂的結(jié)果，否則返回S3；

S6：各節(jié)點將迭代結(jié)果與判決門限進行比較，得到對于全局頻點的最終用頻決策。

進一步地，本發(fā)明所述步驟S3采用基于選舉算法的信息交互機制，來獲得全網(wǎng)所有節(jié)點的交互次序，在該交互次序下，一個時隙內(nèi)只有一個或0個節(jié)點發(fā)送信息進行共享，任何節(jié)點占用控制信道的機會時公平的。

進一步地，本發(fā)明采用如下的迭代模型進行迭代：