專利名稱：一種合作頻譜感知中認知用戶節(jié)點的選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合作頻譜感知技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種合作頻譜感知中認 知用戶節(jié)點的選擇方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的無線頻譜資源都是固定分配的，對于那些已授權(quán)頻段，大部分利用率都很 低。近年來，無線通信技術(shù)發(fā)展更為迅速，頻譜資源也變得越來越緊張。為了解決頻譜資源 匱乏的問題，基本思路就是盡量提高現(xiàn)有頻譜的利用率。為此，人們提出了認知無線電的概認知無線電的基本出發(fā)點就是為了提高頻譜利用率，無線通信設(shè)備可以按照某 種“伺機(Opportunistic Way) ”的方式工作在已授權(quán)的頻段內(nèi)。這種在空域、時域和頻域 中出現(xiàn)的可以被利用的頻譜資源被稱為“頻譜空洞”。認知無線電的核心思想就是使具有認 知功能的無線通信設(shè)備，即認知用戶發(fā)現(xiàn)“頻譜空洞”并合理利用。隨著認知無線電技術(shù)的發(fā)展，合作頻譜感知技術(shù)越來越受到重視，因為相對于單 一認知用戶感知而言，合作感知的可靠性和準確度更高。合作頻譜感知的思想是多個認知 用戶不斷感知周圍的環(huán)境，利用本地感知算法得出感知結(jié)果并送往融合中心(基站)，融合 中心把本地結(jié)果融合得出主用戶是否存在的判決。但是用于感知的認知用戶節(jié)點數(shù)的增加也給網(wǎng)絡(luò)帶來了負擔，會使系統(tǒng)資源的占 用越來越多，系統(tǒng)傳輸效率下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種合作頻譜感知中認知用戶節(jié)點的 選擇方法，將從認知用戶節(jié)點中選出可靠認知用戶進行合作頻譜感知。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明合作頻譜感知中認知用戶節(jié)點的選擇方法，其特征 在于，包括以下步驟(1)、各認知用戶節(jié)點進行本地感知計算認知用戶節(jié)點i對主用戶信號進行感知，獲得主用戶不存在和存在時本地檢測能 量4。,、5其中，i是認知用戶節(jié)點的索引號，i = 1，2，. . .，M，M是認知用戶節(jié)點數(shù)；(2)、各認知用戶節(jié)點進行信任度函數(shù)值計算認知用戶節(jié)點i根據(jù)其本地檢測能量、,xEll，計算出該認知用戶節(jié)點i關(guān)于主用
戶不存在與存在的信任度函數(shù)值
權(quán)利要求
一種合作頻譜感知中認知用戶節(jié)點的選擇方法，其特征在于，包括以下步驟(1)、各認知用戶節(jié)點進行本地感知計算認知用戶節(jié)點i對主用戶信號進行感知，獲得主用戶不存在和存在時本地檢測能量其中，i是認知用戶節(jié)點的索引號，i＝1，2，...，M，M是認知用戶節(jié)點數(shù)；(2)、各認知用戶節(jié)點進行信任度函數(shù)值計算認知用戶節(jié)點i根據(jù)其本地檢測能量計算出該認知用戶節(jié)點i關(guān)于主用戶不存在與存在的信任度函數(shù)值 <mrow><msub> <mi>m</mi> <mn>1</mn></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>H</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover> <mo>&Integral;</mo> <msub><mi>x</mi><msub> <mi>E</mi> <mrow><mn>0</mn><mi>i</mi> </mrow></msub> </msub> <mrow><mo>+</mo><mo>&infin;</mo> </mrow></munderover><mfrac> <mn>1</mn> <mrow><msqrt> <mn>2</mn> <mi>&pi;</mi></msqrt><msub> <mi>&sigma;</mi> <mrow><mn>0</mn><mi>i</mi> </mrow></msub> </mrow></mfrac><mi>exp</mi><mo>[</mo><mo>-</mo><msup> <mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><msub> <mi>u</mi> <mrow><mn>0</mn><mi>i</mi> </mrow></msub><mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn></msup><mo>/</mo><msup> <msub><mi>&sigma;</mi><mrow> <mn>0</mn> <mi>i</mi></mrow> </msub> <mn>2</mn></msup><mo>]</mo><mi>dx</mi><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><msub> <mi>m</mi> <mi>i</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>H</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover> <mo>&Integral;</mo> <mrow><mo>-</mo><mo>&infin;</mo> </mrow> <msub><mi>x</mi><msub> <mi>E</mi> <mrow><mn>1</mn><mi>i</mi> </mrow></msub> </msub></munderover><mfrac> <mn>1</mn> <mrow><msqrt> <mn>2</mn> <mi>&pi;</mi></msqrt><msub> <mi>&sigma;</mi> <mrow><mn>1</mn><mi>i</mi> </mrow></msub> </mrow></mfrac><mi>exp</mi><mo>[</mo><mo>-</mo><msup> <mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><msub> <mi>u</mi> <mrow><mn>1</mn><mi>i</mi> </mrow></msub><mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn></msup><mo>/</mo><msup> <msub><mi>&sigma;</mi><mrow> <mn>1</mn> <mi>i</mi></mrow> </msub> <mn>2</mn></msup><mo>]</mo><mi>dx</mi><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式(1)、(2)中，H0和H1分別表示主用戶不存在與存在，u0i，σ0i是第i個認知用戶節(jié)點本地檢測能量在主用戶不存在時的均值和方差；u1i，σ1i是第i個認知用戶本地檢測能量在主用戶存在時的均值和方差；(3)、發(fā)送信任度函數(shù)值給簇頭節(jié)點，進行相關(guān)系數(shù)計算認知用戶節(jié)點i，i＝1，2，...，M將其信任度函數(shù)值發(fā)送到簇頭節(jié)點，簇頭節(jié)點接收所有認知用戶節(jié)點發(fā)送的其信任度函數(shù)值，然后，計算任意兩個認知用戶節(jié)點i，j關(guān)于主用戶不存在的判斷和主用戶存在的判斷的相關(guān)系數(shù)ωi，j、ψi，j <mrow><msub> <mi>&omega;</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac> <mrow><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi></munderover><mo>|</mo><msub> <mi>m</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>k</mi> </mrow></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>H</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mrow> <msub><mi>m</mi><mrow> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>k</mi></mrow> </msub> <mrow><mo>(</mo><msub> <mi>H</mi> <mn>0</mn></msub><mo>)</mo> </mrow> <mo>|</mo></mrow> </mrow> <mi>N</mi></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><msub> <mi>&psi;</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac> <mrow><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi></munderover><mo>|</mo><msub> <mi>m</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>k</mi> </mrow></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>H</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub> <mi>m</mi> <mrow><mi>j</mi><mo>,</mo><mi>k</mi> </mrow></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>H</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>|</mo> </mrow> <mi>N</mi></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中k表示認知用戶節(jié)點向簇頭接點發(fā)送信任度函數(shù)值的次數(shù)，且k＝1，2，...，N，共有N次；將所有關(guān)于主用戶不存在的判斷的信任函數(shù)值兩兩相關(guān)得到一個M×M階的矩陣AM×M同理，所有關(guān)于主用戶存在的判斷的信任函數(shù)值兩兩相關(guān)可以得到一個M×M階的矩陣BM×M這兩個矩陣AM×M、BM×M簡化為(4)、可靠認知用戶節(jié)點選擇a1、在不考慮矩陣對角線元素的情況下，設(shè)一門限值α，與矩陣AM×M中的元素ωi，j比較，再設(shè)一門限值β，并與矩陣BM×M中的元素ψi，j比較；a2、如果矩陣AM×M中的元素ωi，j≥α，就將矩陣AM×M中的第i行j列元素置為1，否則，就置為0；同樣，如果矩陣BM×M中的元素ψi，j≥β，就將矩陣BM×M中的第i行j列元素置為1，否則，就置為0；通過這步的比較判斷得出的矩陣AM×M和BM×M的元素只含有0和1。a3、統(tǒng)計有關(guān)第i認知用戶節(jié)點0、1的個數(shù)，如果在矩陣AM×M中有關(guān)第i個認知用戶節(jié)點的元素值1的個數(shù)大于等于M/2，并且在矩陣BM×M中有關(guān)第i個認知用戶節(jié)點的元素值1的個數(shù)也大于等于M/2，保留此認知用戶節(jié)點；如果在矩陣AM×M中有關(guān)第i個認知用戶節(jié)點的元素值1的個數(shù)小于M/2，或在矩陣BM×M中有關(guān)第i個認知用戶節(jié)點的元素值1的個數(shù)小于M/2，刪除此認知用戶節(jié)點；選擇保留的認知用戶節(jié)點為可靠認知用戶節(jié)點；(5)、可靠認知用戶節(jié)點用于合作感知簇頭節(jié)點把各認知用戶節(jié)點選擇保留或刪除的情況，通知各認知用戶節(jié)點，選擇保留的認知用戶節(jié)點為合作感知提供本地感知依據(jù)，刪除的認知用戶節(jié)點不再參與合作感知。FSA00000256555900011.tif,FSA00000256555900012.tif,FSA00000256555900015.tif,FSA00000256555900016.tif,FSA00000256555900021.tif,FSA00000256555900022.tif,FSA00000256555900023.tif,FSA00000256555900024.tif
1. 一種合作頻譜感知中認知用戶節(jié)點的選擇方法，其特征在于，包括以下步驟(1)、各認知用戶節(jié)點進行本地感知計算認知用戶節(jié)點i對主用戶信號進行感知，獲得主用戶不存在和存在時本地檢測能量 、xEu唭中，i是認知用戶節(jié)點的索引號，i = 1，2，. . .，M，M是認知用戶節(jié)點數(shù)；(2)、各認知用戶節(jié)點進行信任度函數(shù)值計算認知用戶節(jié)點i根據(jù)其本地檢測能量&。,、、,，計算出該認知用戶節(jié)點i關(guān)于主用戶 不存在與存在的信任度函數(shù)值
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合作頻譜感知中認知用戶節(jié)點的選擇方法，通過各認知用戶節(jié)點進行本地感知，獲得主用戶不存在和存在時本地檢測能量然后計算出對主用戶節(jié)點存在與不存在的信任度函數(shù)值，發(fā)送到簇頭節(jié)點；簇頭節(jié)點計算各認知用戶節(jié)點兩兩之間的關(guān)于主用戶節(jié)點存在與不存在的相關(guān)系數(shù)，然后根據(jù)門限將相關(guān)系數(shù)大于等于門限得設(shè)為1，小于門限的設(shè)為0；對于某一認知用戶節(jié)點，如果關(guān)于主用戶節(jié)點存在與不存在的相關(guān)系數(shù)為1的個數(shù)都大于M/2時，則該認知用戶節(jié)點為可靠節(jié)點，予以保留，否則予以刪除，不再合作感知提供本地感知依據(jù)，這樣降低參與合作感知的認知用戶節(jié)點數(shù)，在保證合作感知準確性的同時，減輕了網(wǎng)絡(luò)負擔，降低了系統(tǒng)資源的占用，系統(tǒng)傳輸效率也得到了提高。
文檔編號H04B17/00GK101951620SQ201010272360
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者劉健, 李敬, 隆克平 申請人:電子科技大學