一種認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作頻譜檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作頻譜檢測(cè)方法，每個(gè)認(rèn)知終端根據(jù)其接收信號(hào)yi(t)感知主用戶是否存在，得到感知結(jié)果fi，根據(jù)認(rèn)知終端的信噪比計(jì)算每個(gè)認(rèn)知終端的信任度加權(quán)系數(shù)值wi，再根據(jù)信任度加權(quán)系數(shù)值wi對(duì)感知結(jié)果fi進(jìn)行加權(quán)，得到感知判決值F，當(dāng)F≥0，主用戶存在，進(jìn)行認(rèn)知信號(hào)識(shí)別，否則主用戶不存在，不作任何操作；在認(rèn)知信號(hào)識(shí)別中，每個(gè)認(rèn)知終端根據(jù)其接收信號(hào)yi(t)，得到識(shí)別結(jié)果，根據(jù)識(shí)別結(jié)果計(jì)算每個(gè)信號(hào)類型的似然函數(shù)值，其中最大似然函數(shù)值對(duì)應(yīng)的信號(hào)類型即為主用戶的信號(hào)類型。本發(fā)明將協(xié)作感知與認(rèn)知信號(hào)識(shí)別相結(jié)合，減少協(xié)作頻譜檢測(cè)的復(fù)雜度，提高檢測(cè)的有效性，并引入信任度加權(quán)系數(shù)值和最大似然估計(jì)算法，來(lái)提高協(xié)作頻譜檢測(cè)的性能。
【專利說(shuō)明】—種認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作頻譜檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地講，涉及一種認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作頻譜檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]研究表明，在當(dāng)前的頻譜授權(quán)政策下，很多授權(quán)頻段上的頻譜使用很稀疏，這引起了頻譜資源的巨大浪費(fèi)。由Mitola最初提出的認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)成為解決授權(quán)用戶與非授權(quán)用戶間的頻譜利用率問(wèn)題的一種有效方式。授權(quán)用戶也稱主用戶，是相應(yīng)授權(quán)頻段的合法使用者。非授權(quán)用戶，也稱認(rèn)知用戶，采用機(jī)會(huì)頻譜接入的方式來(lái)使用授權(quán)頻譜。認(rèn)知用戶在不干擾主用戶和鄰近用戶的情況下進(jìn)行檢測(cè)或使用授權(quán)頻譜。因此，認(rèn)知終端必須對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行持續(xù)的檢測(cè)，具備感知主用戶信號(hào)是否存在的能力。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中心根據(jù)感知的頻譜狀態(tài)相應(yīng)改變網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)頻譜的有效利用。實(shí)際通信環(huán)境下，認(rèn)知無(wú)線電的商業(yè)與軍事應(yīng)用都較難獲得信號(hào)的先驗(yàn)信息，認(rèn)知信號(hào)識(shí)別技術(shù)成為區(qū)分接收信號(hào)類型的一種方法。一個(gè)理想的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該既可以進(jìn)行盲檢測(cè)又能實(shí)現(xiàn)信號(hào)類型的正確識(shí)別。所以，頻譜感知和認(rèn)知信號(hào)識(shí)別成為認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]能量檢測(cè)、匹配濾波器檢測(cè)與循環(huán)平穩(wěn)特征值檢測(cè)是單個(gè)認(rèn)知終端頻譜感知技術(shù)的三種基本方法。匹配濾波器檢測(cè)和循環(huán)平穩(wěn)特征值檢測(cè)方法都需要主用戶信號(hào)的先驗(yàn)信息。能量檢測(cè)方法具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而且不需要任何主用戶信號(hào)的先驗(yàn)信息的優(yōu)點(diǎn)。在很多情景下，由于缺乏主用戶信號(hào)的先驗(yàn)信息，能量檢測(cè)作為最優(yōu)選擇方法進(jìn)行感知。然而，受到多徑衰落、陰影效應(yīng)、隱藏終端的影響，單認(rèn)知用戶在很多情況下很難做出正確的判決。
[0004]圖1是認(rèn)知無(wú)電線協(xié)作感知模型示意圖。如圖1所示，為了提高頻譜感知的可靠性，提出了協(xié)作頻譜感知的方法，如“與”準(zhǔn)則，“或”準(zhǔn)則，“最優(yōu)融合”準(zhǔn)則等。在此基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了很多基于“軟判決”的方法，如雙門限和D-S證據(jù)理論在頻譜感知技術(shù)中已得到廣泛的應(yīng)用。
[0005]認(rèn)知信號(hào)識(shí)別是提高頻譜利用率另一種技術(shù)。在軍事和公共安全領(lǐng)域，認(rèn)知終端在惡劣環(huán)境中容易受到敵對(duì)攻擊和惡意干擾。信號(hào)調(diào)制識(shí)別是認(rèn)知信號(hào)識(shí)別的很重要的一個(gè)方面，可以實(shí)現(xiàn)在無(wú)先驗(yàn)信息情況下信號(hào)類型識(shí)別。信號(hào)調(diào)制識(shí)別有兩個(gè)方法:基于概率值的識(shí)別與基于特征值的識(shí)別。基于特征值的識(shí)別方法容易實(shí)現(xiàn)并可以達(dá)到較好的識(shí)別效果，得到廣泛的應(yīng)用?；谔卣髦档淖R(shí)別方法采用信號(hào)的統(tǒng)計(jì)值、高階累計(jì)量、小波變換、循環(huán)平穩(wěn)特征、星座圖、零交織、隨機(jī)變化等方法來(lái)區(qū)分不同類型的調(diào)制信號(hào)類型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作頻譜檢測(cè)方法，將協(xié)作感知與認(rèn)知信號(hào)識(shí)別相結(jié)合，減少協(xié)作頻譜檢測(cè)的復(fù)雜度，提高檢測(cè)的有效性。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作頻譜檢測(cè)方法，其特征在于包括:
[0008]S1:第i個(gè)認(rèn)知終端根據(jù)其接收信號(hào)yi(t)感知主用戶是否存在，其中i的取值范圍為i = 1，2，...，N, N表示認(rèn)知終端的數(shù)量,當(dāng)主用戶存在，記錄感知結(jié)果fi = 1，否則記錄感知結(jié)果A = -1 ;
[0009]計(jì)算認(rèn)知終端的信任度加權(quán)系數(shù)值:
【權(quán)利要求】
1.一種認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作頻譜檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:第i個(gè)認(rèn)知終端根據(jù)其接收信號(hào)yi(t)感知主用戶是否存在，其中i的取值范圍為i = 1, 2,..., N, N表示認(rèn)知終端的數(shù)量，當(dāng)主用戶存在，記錄感知結(jié)果fi = 1，否則記錄感知結(jié)果fi = _1 ; 計(jì)算認(rèn)知終端的信任度加權(quán)系數(shù)值:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)作頻譜檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟SI中感知主用戶是否存在的方法為: 計(jì)算接收信號(hào)yi(t)的能量Ye(i)，采用雙門限能量檢測(cè)進(jìn)行主用戶感知:預(yù)設(shè)置兩個(gè)能量閾值和H1, ηρ n。，當(dāng)Ye(i) < n。，則感知結(jié)果A =-1，當(dāng)Ye(i)≥H1，則感知結(jié)果fi = l，當(dāng)nc)<Ye(i) < H1，進(jìn)入D-S證據(jù)理論規(guī)則判決；D-S證據(jù)理論規(guī)則判決方法為:分別計(jì)算Ye(i)的概率指派Hii (H。)和HIi (H1), H。表示主用戶不存在，H1表示主用戶存在，將所有進(jìn)入D-S理論規(guī)則判決的認(rèn)知終端的概率指派進(jìn)行融合，得到融合結(jié)果m(H0)和Hi(H1)，當(dāng)Hi(H1)≤Hi(Htl)時(shí)，主用戶存在，所有進(jìn)入D-S理論規(guī)則判決的認(rèn)知終端的感知結(jié)果fi = 1，否則主用戶不存在，所有進(jìn)入D-S理論規(guī)則判決的認(rèn)知終端的感知結(jié)果& = -1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)作頻譜檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S2中單認(rèn)知信號(hào)識(shí)別的方法為: 對(duì)第i個(gè)認(rèn)知終端的接收信號(hào)Ji (t)進(jìn)行小波變換，得到變換結(jié)果Yi (ω)，對(duì)Yi (ω)進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉變換，得到變換結(jié)果A (U)，將分?jǐn)?shù)傅里葉變換的結(jié)果fju)進(jìn)行歸一化處理，預(yù)先根據(jù)信號(hào)類型設(shè)定分類閾值，將歸一化處理后的值與分類閾值比較，判定信號(hào)類型。
【文檔編號(hào)】H04B17/00GK104038296SQ201410258462
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】張唯炯, 肖瑞林, 劉健 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)