一種協同頻譜感知中認知用戶的選擇方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在認知用戶信噪比先驗知識未知情況下，通過各認知用戶計算接收信號的各階自相關系數，得到自相關矩陣，再通過對自相關矩陣元素的分析計算，得到可表達認知用戶感知性能的參數B，認知用戶將B參數傳給數據融合中心，融合中心計算每個認知用戶與最佳性能認知用戶的性能差異指標ΔBi，剔除性能差的用戶，并按照ΔBi從小到大的規(guī)則以選擇出參與協同感知的認知用戶。通過本發(fā)明認知用戶選擇的方式，在保證協同感知性能的同時，降低了參與合作感知的認知用戶節(jié)點數，減輕了網絡負擔，降低了系統(tǒng)資源的占用，系統(tǒng)傳輸效率也得到了提高。
【專利說明】一種協同頻譜感知中認知用戶的選擇方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術領域】，尤其是涉及有效解決頻譜資源匱乏而采用的認知無線電技術。
【背景技術】
[0002]隨著通信技術和通信行業(yè)的迅速發(fā)展，頻譜資源變得越來越緊張。近年來，認知無線電技術被認為是一種解決頻譜資源匱乏的有效方法。其主要思想是實現認知用戶(非授權用戶)在對主用戶(授權用戶)不產生有害干擾的前提下共享頻譜資源。頻譜感知是認知無線電中關鍵技術之一。根據IEEE802.22無線區(qū)域網絡規(guī)定，認知系統(tǒng)應該盡量遠離主用戶系統(tǒng)以保證主用戶免受次用戶發(fā)射機的干擾。當然，這種情況下次用戶節(jié)點處感知的主用戶信號的信噪比很低。此外在一個衰落環(huán)境中，由于深衰落和陰影而引起的信道的不確切性都對頻譜感知提出了挑戰(zhàn)。由于實際信道中的多徑和陰影效應，單個認知用戶頻譜感知的性能受到影響，因此需要不同用戶間的協同頻譜感知來對抗多徑和陰影效應，進而提高感知性能。
[0003]研究表明，隨著參與協同感知用戶數的增加，系統(tǒng)感知性能會得到顯著的改善，然而隨著參與協同感知用戶數的增加，系統(tǒng)的能量消耗也隨之增加。合作頻譜感知過程中，每個認知(CR)用戶獨立進行本地頻譜感知，然后將其感知結果發(fā)送到數據融合中心(FC)并等待系統(tǒng)最后的融合判決，在等待系統(tǒng)融合判決結果期間，認知用戶不能進行自己的數據發(fā)送與接收任務，因此降低了系統(tǒng)的平均吞吐量。此外，數據融合中心廣泛使用的融合準則并沒有進行優(yōu)化，若參與協同感知用戶的感知性能比較差時，會因此降低系統(tǒng)的感知性能。有文獻研究表明，協同高信噪比(SNR)值的認知用戶進行合作感知，可以取得最好的感知性能，然而，實際應用中認知用戶感知信號的信噪比值是不可預知的，基站或融合中心無法根據認知用戶的信噪比值進行協同用戶的選擇。
[0004]在無法獲知認知用戶先驗信噪比情況下，有研究提出了簡單計數法(SC)和部分協議計數法(PAC)，根據訓練期計數值的大小選擇參與協同的認知用戶。SC法和PAC法忽略了噪聲不確定度的影響，實際應用中，噪聲不確定度是一定存在的，必然會影響系統(tǒng)的實際檢測性能。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種在無法獲知認知用戶先驗信噪比且對環(huán)境噪聲存在一定的不確定度情況下而設計的簡單可行且有效的協同頻譜感知中認知用戶的選擇方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種協同頻譜感知中認知用戶的選擇方法，它包括如下步驟，
[0007](a)在認知無線電系統(tǒng)的工作幀模式中選擇一個工作時隙；
[0008](b)在相應的工作時隙下，各認知用戶i對接收信號x(n)進行采樣，其中，i表示任一認知用戶；
[0009](c)所述認知用戶i按下式計算各接收信號x(n)的多階自相關系數Ci(I),
[0010]
【權利要求】
1.一種協同頻譜感知中認知用戶的選擇方法，其特征在于:它包括如下步驟， (a)在認知無線電系統(tǒng)的工作幀模式中選擇一個工作時隙； (b)在相應的工作時隙下，各認知用戶i對接收信號x(n)進行采樣，其中，i表示任一認知用戶； (c)所述認知用戶i按下式計算各接收信號x(n)的多階自相關系數Ci(I),
2.根據權利要求1所述的一種協同頻譜感知中認知用戶的選擇方法，其特征在于:步驟(a)中，所述的認知無線電系統(tǒng)工作幀模式包括選擇、感知、數據傳輸或靜默三個工作時隙。
3.根據權利要求1所述的一種協同頻譜感知中認知用戶的選擇方法，其特征在于:步驟(h)中，所述數據融合中心對Λ Bi進行選擇的方法為:如果認知用戶i的Λ Bi值高于15%，此認知用戶被剔除，不參加協同感知；ABi值低于15%的用戶被選入協同感知用戶集合爐，集合⑦按照ABi值從小到大進行排序，所述數據融合中心從協同感知用戶集合P中按從小到大順序選取前 K個ABi參數對應的認知用戶。
【文檔編號】H04W24/00GK103781089SQ201410040355
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權日:2014年1月27日
【發(fā)明者】歐揚, 汪一鳴 申請人:蘇州大學