專利名稱：一種基于n-out-of-K融合規(guī)則的增量協(xié)作感知方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及認(rèn)知無線電協(xié)作頻譜感知領(lǐng)域，具體涉及一種基于n-out-of-K融合規(guī)則的增量協(xié)作感知方法。
背景技術(shù)：
目前，授權(quán)(主)用戶固定占據(jù)頻譜的管理體制使得寶貴的頻譜資源使用效率很低，而對(duì)于頻譜資源的渴求則隨著無線通信的發(fā)展越來越迫切。由于頻譜資源是有限的，所以提高現(xiàn)有頻譜資源的利用效率是解決頻譜資源不足的有效途徑。認(rèn)知無線電就是這樣一種技術(shù)。為了利用閑置頻譜資源，非授權(quán)(次)用戶必須準(zhǔn)確感知頻譜空洞并接入，因而頻譜感知是認(rèn)知無線電中的關(guān)鍵技術(shù)之一。頻譜感知可以分為本地感知和協(xié)作感知。能量檢測(cè)是本地感知的典型代表，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且無需主用戶的先驗(yàn)知識(shí)，其缺點(diǎn)是在低信噪比和深衰落環(huán)境中單個(gè)節(jié)點(diǎn)的感知能力不足?；谀芰繖z測(cè)的協(xié)作感知?jiǎng)t利用認(rèn)知用戶間的相互協(xié)作提高了感知能力。但是，協(xié)作感知能力的提高是以資源開銷的增加為代價(jià)的。對(duì)于采用多個(gè)中繼的協(xié)作感知系統(tǒng)，在中繼過程中為避免互相干擾而采用正交信道(常為不同時(shí)隙)，時(shí)隙資源開銷明顯高于本地感知。因此，以較低的代價(jià)獲得時(shí)隙開銷的明顯降低，是協(xié)作感知走向?qū)嶋H應(yīng)用需要迫切解決的問題。傳統(tǒng)的基于決策融合的協(xié)作感知包括3個(gè)過程所有協(xié)作中繼本地感知；通過控制信道向融合中心傳遞本地感知結(jié)果；融合中心根據(jù)某種融合規(guī)則作出全局判定。因而研究如何減少控制信道向融合中心傳遞本地感知結(jié)果數(shù)量是減少時(shí)隙開銷的著力點(diǎn)之

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有基于n-out-of-K融合規(guī)則的傳統(tǒng)協(xié)作感知算法時(shí)隙開銷較大的不足，提供一種能夠降低時(shí)隙開銷并且保證感知能力的一種基于n-out-of-K融合規(guī)則的增量協(xié)作感知方法，本發(fā)明的目的由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明所述增量協(xié)作感知方法是對(duì)于K個(gè)中繼的協(xié)作感知系統(tǒng)，將K個(gè)中繼分為前N個(gè)和后K-N個(gè)，采用增量協(xié)作感知和非增量協(xié)作感知；對(duì)于前N個(gè)時(shí)隙，檢測(cè)到主用戶存在的中繼有χ個(gè)，若該中繼數(shù)χ小于直接判定主用戶存在的中繼數(shù)量門限％并大于直接判定主用戶不存在的中繼數(shù)量門限即!!^^!^時(shí)，采用增量協(xié)作感知，否則采用非增量協(xié)作感知；采用非增量協(xié)作感知時(shí)當(dāng)時(shí)，則判定主用戶不存在，感知結(jié)束；當(dāng)χ > mH時(shí)，則判定主用戶存在，感知結(jié)束；采用增量協(xié)作感知時(shí)，對(duì)于后K-N個(gè)時(shí)隙，檢測(cè)到主用戶存在的中繼有7個(gè)，若該y個(gè)中繼與上述χ個(gè)中繼之和大于或等于判定主用戶存在的中繼數(shù)量門限n，即x+y ^ η,則判定主用戶存在，感知結(jié)束；若上述兩中繼數(shù)之和小于判定主用戶存在的中繼數(shù)量門限η，即x+y〈n，則判定主用戶不存在，感知結(jié)束。
本發(fā)明所述增量協(xié)作感知方法的特征在于，所述K個(gè)中繼的前N個(gè)的劃分及所述直接判定主用戶不存在的中繼數(shù)量門限％、直接判定主用戶存在的中繼數(shù)量門限mH的值是在對(duì)應(yīng)檢測(cè)概率Pr (H11H1)和虛警概率Pr (H11 H。)分別滿足設(shè)定的全局目標(biāo)檢測(cè)概率色和全局目標(biāo)虛警概率 時(shí)，最小平均時(shí)隙開銷所對(duì)應(yīng)的值。本發(fā)明所述增量協(xié)作感知方法的特征在于，增量協(xié)作感知算法判定主用戶存在有如下情形(1)前N個(gè)中繼中有X(X彡mH)個(gè)中繼檢測(cè)到主用戶；(2)前N個(gè)中繼中有x(mL<x<mH)個(gè)中繼檢測(cè)到主用戶，且后K-N個(gè)中繼中有
權(quán)利要求
1.一種基于n-out-of-K融合規(guī)則的增量協(xié)作感知方法，其特征在于，對(duì)于K個(gè)中繼的協(xié)作感知系統(tǒng)，將K個(gè)中繼分為前N個(gè)和后K-N個(gè)，采用增量協(xié)作感知和非增量協(xié)作感知，對(duì)于前N個(gè)時(shí)隙，檢測(cè)到主用戶存在的中繼有X個(gè)，若該中繼數(shù)X小于直接判定主用戶存在的中繼數(shù)量門限mH并大于直接判定主用戶不存在的中繼數(shù)量門限&，即!^^〈!^時(shí)，采用增量協(xié)作感知，否則采用非增量協(xié)作感知；采用非增量協(xié)作感知時(shí)當(dāng)X < 1 時(shí)，則判定主用戶不存在，感知結(jié)束；當(dāng)X > mH時(shí)，則判定主用戶存在，感知結(jié)束；對(duì)于后K-N個(gè)時(shí)隙，采用增量協(xié)作感知時(shí)，檢測(cè)到主用戶存在的中繼有y個(gè)，若該y個(gè)中繼與上述X個(gè)中繼之和大于或等于判定主用戶存在的中繼數(shù)量門限n，即x+y ^ n，則判定主用戶存在，感知結(jié)束；若上述兩中繼數(shù)之和小于判定主用戶存在的中繼數(shù)量門限n，即x+y<n,則判定主用戶不存在，感知結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于n-out-of-K融合規(guī)則的增量協(xié)作感知方法，其特征在于所述K個(gè)中繼的前N個(gè)的劃分及所述直接判定主用戶不存在的中繼數(shù)量門限&和直接判定主用戶存在的中繼數(shù)量門限mH的值是在對(duì)應(yīng)檢測(cè)概率Pr (H1IH1)和虛警概率Pr (H1 |Hq)分別滿足設(shè)定的全局目標(biāo)檢測(cè)概率^和全局目標(biāo)虛警概率^時(shí)，最小平均時(shí)隙開銷所對(duì)應(yīng)的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于n-out-of-K融合規(guī)則的增量協(xié)作感知方法，其特征在于所述前N個(gè)中繼中有X個(gè)中繼檢測(cè)到主用戶，且后K-N個(gè)中繼中有x+y個(gè)中繼檢測(cè)到用戶主用戶的檢測(cè)概率Pr (H11H1)和Pr(HjH0)分別為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于n-out-of-K融合規(guī)則的增量協(xié)作感知方法，其特征在于所述增量協(xié)作感知和非增量協(xié)作感知的時(shí)隙開銷如下設(shè)置若主用戶存在，則非增量協(xié)作開銷時(shí)隙[I-PrOi^ < χ < Hi11H1) ]N，增量協(xié)作開銷時(shí)隙Pr (mL < χ < mH IH1) K ；若主用戶不存在，則非增量協(xié)作開銷時(shí)隙[I-PrOi^ < χ < 1 ) ]N，增量協(xié)作開銷時(shí)隙Pr (mL < χ < mH I H。) K ；則平均時(shí)隙開銷為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于n-out-of-K融合規(guī)則的增量協(xié)作感知方法，其特征在于所述K個(gè)中繼的前N個(gè)的劃分及所述中繼數(shù)量門限mH、n^從下列優(yōu)化中獲得
6.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的一種基于n-out-of-K融合規(guī)則的增量協(xié)作感知方法，其特征在于所述全局目標(biāo)檢測(cè)概率‘設(shè)定為= β, χ99%;全局目標(biāo)虛警概率的設(shè)定為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于n-out-of-K融合規(guī)則的增量協(xié)作感知方法。對(duì)于K個(gè)中繼的協(xié)作感知系統(tǒng)，將K個(gè)中繼分為前N個(gè)和后K-N個(gè)，對(duì)于前N個(gè)時(shí)隙，檢測(cè)到主用戶存在的中繼有x個(gè)，若mL<x<mH，采用增量協(xié)作感知，否則采用非增量協(xié)作感知；采用非增量協(xié)作感知時(shí)當(dāng)x≤mL時(shí)，則判定主用戶不存在；當(dāng)x≥mH時(shí)，則判定主用戶存在；采用增量協(xié)作感知時(shí)對(duì)于后K-N個(gè)時(shí)隙，檢測(cè)到主用戶存在的中繼有y個(gè)，若x+y≥n，則判定主用戶存在；若x+y<n，則判定主用戶不存在。本發(fā)明通過在協(xié)作感知中使用非增量感知模式來降低平均時(shí)隙開銷，同時(shí)通過優(yōu)化約束條件來保證與傳統(tǒng)算法相當(dāng)?shù)母兄芰Α?br> 文檔編號(hào)H04B17/00GK102938675SQ201210474420
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者張曉格, 張士兵, 包志華, 邱恭安 申請(qǐng)人:南通大學(xué)