一種基于信噪比篩選的協(xié)作頻譜感知優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于信噪比篩選的協(xié)作頻譜感知優(yōu)化方法，該方法有效地解決協(xié)作頻譜感知在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，由于部分存在于惡劣環(huán)境的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)對(duì)整體感知性能造成影響的問題。該方法包括認(rèn)知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行本地的信噪比測(cè)量，并將判決結(jié)果和實(shí)時(shí)信噪比情況匯報(bào)給數(shù)據(jù)融合中心，數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)系統(tǒng)的整體信噪比情況設(shè)定信噪比門限值，并對(duì)各認(rèn)知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信噪比的比較和篩選，符合條件認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的判決結(jié)果將參與到全局的協(xié)作中，協(xié)作判決結(jié)果即為全局判決結(jié)果。在設(shè)定篩選比較信噪比門限值時(shí)可動(dòng)態(tài)改變調(diào)整因子的值，控制篩選尺度，進(jìn)而使系統(tǒng)性能最優(yōu)化。本發(fā)明計(jì)算復(fù)雜度很低，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單比較和篩選，并且計(jì)算工作在數(shù)據(jù)融合中心端完成，簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】一種基于信噪比篩選的協(xié)作頻譜感知優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于信噪比篩選的協(xié)作頻譜感知優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著各種計(jì)算機(jī)無線通信應(yīng)用的出現(xiàn)，頻譜資源稀缺的問題變得越來越嚴(yán)重，認(rèn)知無線電被認(rèn)為是解決該問題的最好的技術(shù)。認(rèn)知用戶作為第二用戶被允許在授權(quán)用戶沒有使用授權(quán)頻譜的時(shí)候接入此頻譜，但不能對(duì)授權(quán)用戶造成影響，一旦授權(quán)用戶出現(xiàn)，認(rèn)知用戶必須立刻讓出此頻譜，并尋找新的空閑頻譜，認(rèn)知用戶需要具有持續(xù)可靠且快速的頻譜感知能力，因此頻譜感知方法成為認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)之一。常用的頻譜感知方法主要有三種:匹配濾波器檢測(cè)，該方法需要授權(quán)用戶的先驗(yàn)信息；循環(huán)平穩(wěn)特性檢測(cè)，該方法能在低信噪比的條件下進(jìn)行感知，但也需要授權(quán)用戶的部分先驗(yàn)信息，如調(diào)制方式、導(dǎo)頻信號(hào)等特征；能量檢測(cè)，該方法易于實(shí)現(xiàn)且不需要任何授權(quán)用戶的先驗(yàn)信息。通常情況下，授權(quán)用戶的先驗(yàn)信息是無法獲取的，考慮到實(shí)際認(rèn)知系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)的成本和復(fù)雜性問題，能量檢測(cè)是較好的方法。
[0003]協(xié)作頻譜感知可以有效的改善頻譜感知性能，提高認(rèn)知系統(tǒng)的檢測(cè)概率，但是本地檢測(cè)結(jié)果并不是在所有情況下都準(zhǔn)確可靠。很多傳統(tǒng)的方法都是假設(shè)所有的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)具有相同的通信環(huán)境，和主用戶具有相同的距離，也即具有相同的信噪比和檢測(cè)概率，這些都是理想的假設(shè)。在實(shí)際環(huán)境下，當(dāng)所有認(rèn)知節(jié)點(diǎn)參與協(xié)作感知時(shí)，經(jīng)常會(huì)有許多節(jié)點(diǎn)處于比較嚴(yán)峻的環(huán)境中時(shí)，由于受到衰落、陰影效應(yīng)等影響，使得某些認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的信噪比急劇下降。當(dāng)有多個(gè)低信噪比的節(jié)點(diǎn)參與協(xié)作感知時(shí)，協(xié)作感知的性能變得接近、甚至低于單個(gè)節(jié)點(diǎn)感知的性能。而本發(fā)明能夠很好地解決上面的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于針對(duì)很多傳統(tǒng)方法都假設(shè)各個(gè)認(rèn)知用戶處于相同的環(huán)境之中，提出一種能夠根據(jù)信噪比的不同對(duì)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分和篩選的方法，該方法是基于認(rèn)知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行本地的信噪比測(cè)量，并將判決結(jié)果和實(shí)時(shí)信噪比情況匯報(bào)給數(shù)據(jù)融合中心；基于數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)系統(tǒng)的整體信噪比情況對(duì)各認(rèn)知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信噪比的比較和篩選；基于篩選過程中可根據(jù)情況改變調(diào)整因子進(jìn)而控制篩選尺度，使系統(tǒng)性能最優(yōu)化。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明的系統(tǒng)根據(jù)整體情況對(duì)不同信噪比的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行篩選，并根據(jù)調(diào)整因子控制參與協(xié)作的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，整體情況較好時(shí)可增加協(xié)作節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，反之減少，使系統(tǒng)的整體性能處于較優(yōu)的狀態(tài)。主要的計(jì)算工作都在數(shù)據(jù)融合中心進(jìn)行，并且計(jì)算復(fù)雜度較低。本發(fā)明引入信噪比參數(shù)，可根據(jù)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)信噪比的情況來判斷其所處的環(huán)境，在數(shù)據(jù)融合中心將各認(rèn)知用戶的信噪比和設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行篩選，而不是讓所有的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)都參與到協(xié)作之中，這樣可以有效地避免處于惡劣環(huán)境中的低信噪比節(jié)點(diǎn)的參與對(duì)整體頻譜感知性能的不良影響。另外調(diào)整因子對(duì)篩選尺度的控制可根據(jù)系統(tǒng)整體情況改變參與協(xié)作節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，使系統(tǒng)的性能進(jìn)一步優(yōu)化。通過本方法可以很好地解決陰影效應(yīng)、瑞利衰落等對(duì)認(rèn)知無線電協(xié)作頻譜感知造成的性能下降問題。
[0006]方法流程:
[0007]步驟1:認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行本地判決和實(shí)時(shí)信噪比測(cè)量，分別得出自身本地的實(shí)時(shí)信噪比Y1, Y2,..., Yn，并將判決結(jié)果和實(shí)時(shí)信噪比發(fā)送給數(shù)據(jù)融合中心；
[0008]步驟2:數(shù)據(jù)融合中心對(duì)接收到的各認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的信噪比進(jìn)行匯總，并計(jì)算出最高
與最低的信噪比的中間值
【權(quán)利要求】
1.一種基于信噪比篩選的協(xié)作頻譜感知優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟1:認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行本地判決和實(shí)時(shí)信噪比測(cè)量，分別得出自身本地的實(shí)時(shí)信噪比Y1, Y2,..., Yn，并將判決結(jié)果和實(shí)時(shí)信噪比發(fā)送給數(shù)據(jù)融合中心； 步驟2:數(shù)據(jù)融合中心對(duì)接收到的各認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的信噪比進(jìn)行匯總，并計(jì)算出最高與最低的信噪比的中間值
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于信噪比篩選的協(xié)作頻譜感知優(yōu)化方法，其特征在于:所述方法在認(rèn)知頻譜感知過程中，引入信噪比參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于信噪比篩選的協(xié)作頻譜感知優(yōu)化方法，其特征在于:所述方法通過增加信噪比參數(shù)，通過認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的信噪比情況對(duì)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行篩選，根據(jù)系統(tǒng)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的整體信噪比情況，信噪比高于設(shè)定值的參與協(xié)作，反之不參與協(xié)作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于信噪比篩選的協(xié)作頻譜感知優(yōu)化方法，其特征在于:所述方法中在進(jìn)行信噪比比較時(shí)，通過一個(gè)調(diào)整因子來控制信噪比門限值，并通過改變調(diào)整因子的值使系統(tǒng)性能最優(yōu)化。
【文檔編號(hào)】H04B17/00GK103888203SQ201410079525
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】張學(xué)軍, 吳敏 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)