一種認知無線電協(xié)作頻譜感知方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及無線通信領域，尤其設及一種認知無線電協(xié)作頻譜感知方法。
【背景技術】
[0002] 近年來隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，WLTE、Wi-Fi、衛(wèi)星通信及協(xié)同通信等為標 志的新興技術相繼涌現(xiàn)，層出不窮。運些通信技術對無線頻譜資源提出了更高的需求，從而 令頻譜資源變的趨于緊張，認知無線電技術（CognitiveRadio,CR)在此背景下應運而生。 CR技術源于軟件無線電，能夠"伺機"的對空閑的頻譜進行利用和共享，進而解決頻譜資源 緊缺難題，從而真正實現(xiàn)提高頻譜利用率的目的。
[0003] 頻譜感知技術作為認知無線電網(wǎng)絡中的關鍵技術，對于檢測授權用戶信號（又稱 主用戶）的存在情況意義重大。認知無線電的基本途徑是：首先認知用戶（或稱感知用戶、 次用戶）采用頻譜感知對周圍環(huán)境中的已授權頻譜資源進行持續(xù)監(jiān)測；然后在保證授權用 戶能夠優(yōu)先占用該段頻譜且傳輸性能幾乎不受影響的條件下，認知用戶自適應地調整收發(fā) 設備，并將收發(fā)設備調整至空閑頻譜上進行通信。當認知用戶感知（或稱檢測）到有授權 用戶信號出現(xiàn)時，認知用戶則要快速騰出信道供授權用戶使用，進而避免對授權用戶的正 常通信進行干擾?？梢姡J知用戶所采用的頻譜感知方法要求對授權用戶具有高度的可靠 性，即要求頻譜感知方法具有高度的檢測性能。
[0004] 在實際環(huán)境中，由于受到多徑衰落、陰影效應和噪聲不確定性等諸多因素的不利 影響，單個認知用戶的檢測性能往往不能適應對授權用戶信號檢測率的要求。為了減少多 徑衰落、陰影效應和噪聲不確定性等諸多因素對檢測性能的不利影響，基于多個認知用戶 的協(xié)作頻譜感知方法被不斷提出。在現(xiàn)有的協(xié)作頻譜感知方法中，通過將每個認知用戶的 檢測結果發(fā)送給頻譜感知融合中屯、進行融合，W達到對頻譜進行感知的目的。然而，由于現(xiàn) 有的協(xié)作頻譜感知方法并沒有考慮每個認知用戶自身信噪比對協(xié)作檢測結果的影響，導致 協(xié)作感知后的檢測性能不夠準確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術提供一種既能減小低信噪比認 知用戶對協(xié)作檢測的影響，又能夠提高協(xié)作檢測性能的認知無線電協(xié)作頻譜感知方法。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種認知無線電協(xié)作頻譜感知方 法，其特征在于，依次包括如下步驟：
[0007] (I)N個認知用戶（?分別獨立地獲取自身的信噪比SNRi和頻譜檢測結果，并分別 將獲取的信噪比SMi和頻譜檢測結果發(fā)送至頻譜感知融合中屯、FC，其中，頻譜檢測結果包 括認知用戶CRi的檢測概率Pd,iW及虛警概率Pf,i，i= 1，2,…，N;
[000引 似頻譜感知融合中屯、FC接收各認知用戶CRi發(fā)送來的信噪比SNR1和頻譜檢測 結果，并判斷信噪比SMi大于預設的信噪比篩選值SNRthM。時，則選擇此信噪比對應的認知 用戶為參與協(xié)作檢測的初選認知用戶組成員，并執(zhí)行步驟（3);否則，選擇具有最高信噪比 的認知用戶所對應的頻譜檢測結果為頻譜感知融合中屯、FC的最終檢測結果；
[0009] (3)根據(jù)參與協(xié)作檢測的初選認知用戶組成員的信噪比和檢測概率，計算各初選 認知用戶的信任度及初選認知用戶組的信噪比均方根值f，并令信噪比SNR'i= 丫 1， 初選認知用戶組成員的數(shù)量為N'，且N'《N，其中，初選認知用戶的信任度、信噪比均方 根值f的計算公式如下：
[0010]
N'《N;
[0011] (4)頻譜感知融合中屯、FC分別依次計算步驟（3)中各初選認知用戶信噪比SNR' 1 與所有初選認知用戶信噪比均方根值？之間的商值ni，其中，
[0012]
[001引 妨頻譜感知融合中屯、FC計算、獲取信噪比預設闊值A、信噪比最佳闊值Awtimgi, W及初選認知用戶CR'i的信任度4 1，計算各初選認知用戶CR'i的聯(lián)合篩選參數(shù)值C1，并 選定參與協(xié)作的復選認知用戶：
[0014] (a)頻譜感知融合中屯、FC根據(jù)接收的N'個初選認知用戶CR'對應的信噪比集合 怯NR'i}，獲取初選認知用戶信噪比集合怯NR'J中的信噪比最大值，其中，記該信噪比最大 值為SNR'max;
[0015] (b)W獲取的信噪比最大值SNR'max為參考，并將信噪比最大值SNR'max分別與 N'個初選認知用戶CR'i的信噪比SNR' 1作商處理，計算得到各初選認知用戶信噪比SNR' 1 所對應的初始闊值A1，其中，
[001 引 入 1=ISNR'max/SNR' 11，i= 1，2,…，N' ；
[0017] (C)根據(jù)各初選認知用戶CR'1的信任度41和信噪比商值n1，計算各初選認知用 戶CR'i的聯(lián)合篩選參數(shù)值C1，并根據(jù)聯(lián)合篩選參數(shù)值Cl,選取參與協(xié)作的復選認知用戶 CR"i，其中，復選認知用戶CR"斯數(shù)量為M，C1=n1 ? 4i，i= 1，2,…，N'，j= 1，2,…，M， N' ：
[0018]若聯(lián)合篩選參數(shù)值Ci位于預設數(shù)值區(qū)間范圍[C。，CJ內(nèi)，即寫C1《寫b 時，則選取該聯(lián)合篩選參數(shù)值Ci對應的初選認知用戶為復選認知用戶，并參與協(xié)作檢測； 否則，該初選認知用戶不予選??；
[001引 （d)根據(jù)步驟（C)中的信噪比預設闊值A，獲取M個復選認知用戶CR",分別在OR 準則和AND準則下的協(xié)作檢測性能曲線，其中，
[0020] OR準則：
[0021]
[0022]AND準則： M' M'
[0023] 公,=口尸，0知=口A"'J，j= 1，2,…，M，M《N，； 仁.1. 仁.1.
[0024] 其中，Pd,為第j個復選認知用戶CR",的檢測概率，Pfa,為第j個復選認知用戶 CR",的虛警概率；Qd為協(xié)作檢測后的全局檢測概率，Qf。為協(xié)作檢測后的全局虛警概率；《 j 表示信噪比SNR",的權重系數(shù)，SNR",是第j個復選認知用戶CR",的信噪比，SNR"m。、表示 M個復選認知用戶的信噪比最大值，SNR"mi。表示M個復選認知用戶的信噪比最小值；
[002引 （e)根據(jù)OR準則和AND準則下的協(xié)作檢測性能曲線，得到在OR準則和AND準則下 的最佳檢測性能值Qd max，并W該最佳檢測性能值Qd max所對應的信噪比預設闊值為信噪比 最佳闊值，其中記信噪比最佳闊值為A最佳檢測性能值即為全局檢測概率Qd中的最 大值；
[002引（6)根據(jù)獲取的信噪比最佳闊值入。。。。。1，得到該信噪比最佳闊值入。^1。。1對應的 復選認知用戶CR",獲取該復選認知用戶CR"的調整因子a W及其他M-I個復選認知用戶 CR\的調整因子a k，并分別根據(jù)調整因子a、Qk對應調整復選認知用戶CR"、CR" k的虛 警概率，其中，復選認知用戶CR"調整后的虛警概率記為Pf。，復選認知用戶CR"k調整后的 虛警概率記為PfAk;
[0027] P扣,k=ak?P扣，k= 1，2,…，M-I;
[0028]
[0029]
[0030] 其中，a k為復選認知用戶CR" k的調整因子，用來根據(jù)復選認知用戶CR" k自身的 信噪比實現(xiàn)對其虛警概率大小的調整；SNR" ,為第j個復選認知用戶CR",的信噪比；[003。 （7)根據(jù)步驟（6)中獲取的M個復選認知用戶的調整因子a,W及對應調整后的虛警概率Pf。,,，計算復選認知用戶CR",調整后的判決闊值A' 1和檢測概率Pd,,，其中，
[0032]
[0033]
[0034]
[0035] 其中
Ni為采樣點數(shù)；
[003引 做根據(jù)步驟（7)中M個復選認知用戶的信噪比SNR"斟及得到的調整后的檢測 概率Pd,，，返回步驟巧），