[發(fā)明專利]一種星地融合網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310188992.4
• 申請(qǐng)日: 2023-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116208233A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張夢(mèng)瑩;楊秀梅;汪涵;趙宇;卜智勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H04B7/185
• 分類號(hào): H04B7/185;H04B17/382
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 楊怡清

1.一種星地融合網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法，其特征在于，包括：

步驟S1，構(gòu)建星地融合網(wǎng)絡(luò)頻譜感知模型，所述星地融合網(wǎng)絡(luò)頻譜感知模型包括若干具有不同軌道參數(shù)的衛(wèi)星，以及處于衛(wèi)星覆蓋重疊區(qū)域的地面感知節(jié)點(diǎn)；

步驟S2，所述地面感知節(jié)點(diǎn)獲取每顆衛(wèi)星的位置信息和每顆衛(wèi)星的授權(quán)頻段載波頻率，并統(tǒng)計(jì)每個(gè)衛(wèi)星授權(quán)頻段的頻段占用概率；

步驟S3，基于所述每顆衛(wèi)星的衛(wèi)星位置信息、所述每顆衛(wèi)星的授權(quán)頻段載波頻率、所述每個(gè)衛(wèi)星授權(quán)頻段的頻段占用概率和參考虛警概率，所述地面感知節(jié)點(diǎn)選定執(zhí)行頻譜感知的感知頻段；

步驟S4，基于選定的感知頻段，所述地面感知節(jié)點(diǎn)配置所采用的頻譜感知參數(shù)；

步驟S5，所述地面感知節(jié)點(diǎn)在選定的感知頻段上使用配置的感知參數(shù)執(zhí)行頻譜感知。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星地融合網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

步驟S21，所述地面感知節(jié)點(diǎn)通過(guò)查詢衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)或接收衛(wèi)星的廣播信令，獲取所述每顆衛(wèi)星的位置信息和所述每顆衛(wèi)星的授權(quán)頻段載波頻率；

步驟S22，所述地面感知節(jié)點(diǎn)對(duì)每個(gè)衛(wèi)星授權(quán)頻段上的頻譜感知結(jié)果歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，獲取所述每個(gè)衛(wèi)星授權(quán)頻段的頻段占用概率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星地融合網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

步驟S31，基于所述每顆衛(wèi)星的衛(wèi)星位置信息、所述每顆衛(wèi)星的授權(quán)頻段載波頻率和所述參考虛警概率，所述地面感知節(jié)點(diǎn)獲取每個(gè)衛(wèi)星授權(quán)頻段上的參考感知時(shí)間；

步驟S32，從M個(gè)衛(wèi)星授權(quán)頻段中任選n個(gè)頻段得到一個(gè)感知頻段組合，窮舉所有組合獲取所有可行的感知頻段組合；M為可用的衛(wèi)星授權(quán)頻段數(shù)量，1≤n≤N，N＝min(L,M)，表示所述地面感知節(jié)點(diǎn)至多可同時(shí)對(duì)L個(gè)衛(wèi)星授權(quán)頻段進(jìn)行頻譜感知；

步驟S33，基于所述參考感知時(shí)間和所述每個(gè)衛(wèi)星授權(quán)頻段的頻段占用概率，計(jì)算每個(gè)可行的感知頻段組合的參考聯(lián)合感知時(shí)間和參考地面系統(tǒng)吞吐量；

步驟S34，選擇所述參考地面系統(tǒng)吞吐量最大時(shí)對(duì)應(yīng)的感知頻段組合，作為地面感知節(jié)點(diǎn)執(zhí)行頻譜感知的感知頻段。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的星地融合網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法，其特征在于，所述步驟S31包括：

步驟S311，基于所述每顆衛(wèi)星的衛(wèi)星位置信息，計(jì)算所述地面感知節(jié)點(diǎn)與每顆衛(wèi)星之間的距離；

步驟S312，基于所述地面感知節(jié)點(diǎn)與每顆衛(wèi)星之間的距離和所述每顆衛(wèi)星的授權(quán)頻段載波頻率，估計(jì)所述地面感知節(jié)點(diǎn)接收到的每顆衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的信噪比；

步驟S313，基于所述地面感知節(jié)點(diǎn)接收到的每顆衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的信噪比和所述參考虛警概率，獲取第m顆衛(wèi)星的授權(quán)頻段上的參考感知時(shí)間。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的星地融合網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法，其特征在于，所述參考感知時(shí)間按照下式計(jì)算：

式中，γ_m表示第m顆衛(wèi)星(m＝1,…,M)的信噪比，表示參考虛警概率，f_s表示地面感知節(jié)點(diǎn)執(zhí)行頻譜感知時(shí)的采樣頻率，表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)檢測(cè)概率，Q(·)表示標(biāo)準(zhǔn)高斯分布的互補(bǔ)分布函數(shù)，Q^-1(·)表示Q(·)的反函數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的星地融合網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法，其特征在于，所述參考聯(lián)合感知時(shí)間τ_j按照下式計(jì)算：

式中，Φ_j表示第j個(gè)感知頻段組合(j＝1,…,J)中包含的授權(quán)頻段集合，J表示可行的感知頻段組合總數(shù)；

所述參考地面系統(tǒng)吞吐量按照下式計(jì)算：

式中，T表示幀持續(xù)時(shí)間；C_0,m表示當(dāng)?shù)趍顆衛(wèi)星的授權(quán)頻段空閑，且地面感知節(jié)點(diǎn)未產(chǎn)生虛警時(shí)，地面通信系統(tǒng)在第m顆衛(wèi)星授權(quán)頻段上的傳輸容量；C_1,m表示當(dāng)?shù)趍顆衛(wèi)星的授權(quán)頻段被占用，但地面感知節(jié)點(diǎn)未正確檢測(cè)時(shí)，地面通信系統(tǒng)在第m顆衛(wèi)星授權(quán)頻段上的傳輸容量；P_m表示第m顆衛(wèi)星的授權(quán)頻段的頻段占用概率。