专利名称：一种频谱感知方法
技术领域：
本发明属于认知无线电技术领域，特别涉及一种频谱感知方法。
背景技术：
随着无线技术的飞速发展，频谱资源日益紧缺，研究发现目前频谱资源紧缺现状的主要原因是传统的固定频谱分配方式使得大部分已授权频段的利用率过低，造成了频谱资源的极大浪费。为了提高频谱利用率，缓解频谱匮乏问题，各种动态频谱接入技术应运而生。其中，认知无线电被认为是最具有应用潜力的技术之一。认知无线电的基本思想是当分配给主用户(Primary User)的频段未被使用时，次用户Gecondary user)可以在不对主用户造成干扰的前提下，机会式地接入该频段；当主用户重新接入正被“借用”的频段时， 次用户及时退出以避免与主用户发生冲突。频谱检测技术是实现认知无线电技术的基础。能量检测是其中一种简单易行的、 应用比较广泛的检测方法，特别是在信号未知的前提下，能量检测是一种最优算法。现有的能量检测大都采用多个次用户相互合作的协作频谱检测方式，以降低无线信道的多径、阴影以及干扰等因素的影响，提供更为准确可靠的检测性能。在协同检测过程中，各次用户的协同方式以及最终判决门限的确定，都是值得研究的重要问题。现有的基于能量的协同频谱检测大都采用全网协同的方式，即网络内的所有次用户节点将本节点的独立感知信息向某一指定汇聚节点进行通告，然后由汇聚节点进行最终判决。另一种常见的协同方式为分簇方式，在由次用户节点组成的网络中，通过节点选举产生多个簇首节点，非簇首节点将感知信息向簇首通告，簇首节点汇总后再向上级汇聚节点通告，并最终形成频谱占用情况判决信息。现有的分布式认知无线网络的协同频谱感知方式需要单独设定汇聚节点，不能适应次用户节点网络拓扑动态变化的情况，并且现有协同方式未考虑到分布式无线网络的无线通信特征，而简单的通过全网协同或采用分簇协同的方式会产生较大的协同开销。汇聚节点接收到各次用户节点传来的感知能量信息后，可根据各次用户节点对应的权重将多个感知能量信息进行加权求和，并与门限值进行比较判决，检测能量值高于权重置则认为信道被主用户占用。门限值可固定设置，也可根据误检概率等指标动态设定，还可设置双门限的频谱感知技术一个高门限用来限制虚警概率，一个低门限用来限制漏警概率。当接收信号强度低于低门限时，判断信道为空闲，当接收的信号强度高于高门限时， 判断信道被主用占用，当信号强度处于低门限与高门限之间时，信道的是否被占用不确定。而对于门限选择技术，固定门限或根据理论检测指标确定判决门限的方式均不能动态适应主用户的通信行为，从而降低了检测精度。基于双门限的频谱检测技术，虽然一定程度上改善了频谱检测性能，但是对高、低门限的选取仍然没有考虑主用户通信行为的变化
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的分布式认知无线网络频谱感知中通过全网协同或采用分簇协同的方式会产生较大的协同开销的问题，提出了一种频谱感知方法。本发明的技术方案是一种频谱感知方法，具体包括如下步骤Si.各次用户节点采用能量检测方式进行独立感知，获取本节点周边的频谱使用情况；S2.各个次用户节点在两跳邻居范围内扩散最新的检测结果；S3.计算各个次用户节点的本地感知信息和协同感知信息；S4.根据主用户通信行为先验知识和协同感知信息得到判决门限并进行判决。进一步的，步骤S3所述的计算各个次用户节点的本地感知信息和协同感知信息具体计算过程为第i个次用户节点在η时刻的本地融合后的能量检测值Eutxal(Ii)为
权利要求
1.一种频谱感知方法，具体包括如下步骤51.各次用户节点采用能量检测方式进行独立感知，获知本节点周边的频谱使用情况；52.各个次用户节点在两跳邻居范围内扩散最新的检测结果；53.计算各个次用户节点的本地感知信息和协同感知信息；54.根据主用户通信行为先验知识和协同感知信息得到判决门限并进行判决。
2.根据权利要求1所述的频谱感知方法，其特征在于，步骤S2所述的扩散具体采用的是本地多比特判决的数据融合方式。
3.根据权利要求1或2所述的频谱感知方法，其特征在于，步骤S3所述的计算各个次用户节点的本地感知信息和协同感知信息具体计算过程为第i个次用户节点在η时刻的本地融合后的能量检测值Ei, ^al(Ii)为
4.根据权利要求3所述的频谱感知方法，其特征在于，步骤S4所述的判决具体为根据主用户通信行为先验知识和协同感知信息求得判决门限Eth(η)
全文摘要
本发明公开了一种频谱感知方法，包括如下步骤各次用户节点采用能量检测方式进行独立感知，获取本节点周边的频谱使用情况；各个次用户节点在两跳邻居范围内扩散最新的检测结果；计算各个次用户节点的本地感知信息和协同感知信息；根据主用户通信行为先验知识和协同感知信息得到判决门限并进行判决。本发明的频谱感知方法不需要专门指定汇聚节点或进行分簇运算，次用户节点的本地感知信息扩散被限制在其两跳范围之内，有效降低了分布式认知网络中的协同检测的复杂度和协同开销。
文档编号H04B17/00GK102291191SQ20111023917
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者冷甦鹏, 张科, 李维昌, 毛玉明 申请人:电子科技大学