本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種主用戶頻譜感知方法與裝置

背景技術(shù)：

現(xiàn)如今，無線傳輸中可使用的頻譜資源越來越緊缺。認(rèn)知無線電通過對(duì)無線頻譜資源進(jìn)行重復(fù)利用和動(dòng)態(tài)共享，有效地緩解了這一現(xiàn)象。傳統(tǒng)認(rèn)知無線電主要是基于一種LBT(Listen Before Talk，對(duì)話前監(jiān)聽)的思想，即感知到信道頻段的狀態(tài)后，讓SU(Second User，次用戶)來決定是否使用授權(quán)信道頻段，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信道頻段的共享。在對(duì)信道頻段進(jìn)行共享時(shí)，通常包括兩種共享方式，即Overlay與Underlay。對(duì)于Overlay共享方式，當(dāng)沒有PU(Primary User，主用戶)使用信道頻段時(shí)，次用戶SU可以使用信道頻段傳輸信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到PU需使用信道頻段時(shí)，SU需立即釋放該信道頻段，以確保主用戶不被干擾。相比Overlay共享方式，Underlay共享方式通過限制SU對(duì)PU的干擾程度，從而使得SU在任何時(shí)刻均可以接入目標(biāo)信道頻段，從而能提升信道頻段的利用率。基于Underlay共享方式，現(xiàn)有的主用戶頻譜感知方法主要是通過在信道頻段上，測(cè)量某段觀測(cè)時(shí)間內(nèi)接收信號(hào)的總能量，將總能量值與某一設(shè)定門限比較來判決主用戶是否在使用信道頻段，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)主用戶進(jìn)行感知。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)上述方法至少存在以下問題：由于是根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)接收信號(hào)的總能量對(duì)主用戶進(jìn)行感知，因此，該方式只能對(duì)單一主用戶進(jìn)行感知。在時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中，存在一個(gè)時(shí)隙下多個(gè)主用戶使用信道頻段的可能性。因此，通過累加能量總值的方式不能對(duì)多個(gè)主用戶進(jìn)行系統(tǒng)地感知，從而導(dǎo)致適用范圍有限，感知性能較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種主用戶頻譜感知方法，該方法包括：

對(duì)于任一主用戶，預(yù)測(cè)任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及信道衰落因子；

根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)存在概率及信道衰落因子進(jìn)行更新；

將更新后的存在概率與預(yù)設(shè)判決門限值進(jìn)行比較，得到任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下狀態(tài)的粗判決結(jié)果；

根據(jù)更新后的存在概率，計(jì)算任一主用戶的聯(lián)合存在概率；

根據(jù)任一主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，得到當(dāng)前時(shí)隙下任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種主用戶頻譜感知裝置，該裝置包括：

預(yù)測(cè)模塊，用于對(duì)于任一主用戶，預(yù)測(cè)任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及信道衰落因子；

更新模塊，用于根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)存在概率及信道衰落因子進(jìn)行更新；

比較模塊，用于將更新后的存在概率與預(yù)設(shè)判決門限值進(jìn)行比較，得到任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下狀態(tài)的粗判決結(jié)果；

計(jì)算模塊，用于根據(jù)更新后的存在概率，計(jì)算任一主用戶的聯(lián)合存在概率；

修正模塊，用于根據(jù)任一主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，得到當(dāng)前時(shí)隙下任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果。

本申請(qǐng)?zhí)岢龅募夹g(shù)方案帶來的有益效果是：

通過預(yù)測(cè)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及信道衰落因子，根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)存在概率及信道衰落因子進(jìn)行更新。將更新后的存在概率與預(yù)設(shè)判決門限值進(jìn)行比較，得到該主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下狀態(tài)的粗判決結(jié)果。根據(jù)更新后的存在概率，計(jì)算任一主用戶的聯(lián)合存在概率。根據(jù)該主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，得到當(dāng)前時(shí)隙下該主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果。由于在對(duì)主用戶進(jìn)行感知時(shí)，可根據(jù)存在概率對(duì)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的狀態(tài)進(jìn)行判決，且可根據(jù)主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)判決結(jié)果進(jìn)行修正，從而能夠適用多個(gè)主用戶存在的情形，并能夠提高感知性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種主用戶頻譜感知方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種主用戶頻譜感知方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種功能模塊的連接關(guān)系示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一種主用戶頻譜感知裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的一種預(yù)測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的一種更新模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的一種主用戶頻譜感知裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

本實(shí)施例提供了一種主用戶頻譜感知方法，該主用戶頻譜感知方法流程包括：

101、對(duì)于任一主用戶，預(yù)測(cè)任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及信道衰落因子。

102、根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)存在概率及信道衰落因子進(jìn)行更新。

103、將更新后的存在概率與預(yù)設(shè)判決門限值進(jìn)行比較，得到任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下狀態(tài)的粗判決結(jié)果。

104、根據(jù)更新后的存在概率，計(jì)算任一主用戶的聯(lián)合存在概率。

105、根據(jù)任一主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，得到當(dāng)前時(shí)隙下任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果。

本發(fā)明實(shí)施例提供的方法，通過預(yù)測(cè)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及信道衰落因子，根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)存在概率及信道衰落因子進(jìn)行更新。將更新后的存在概率與預(yù)設(shè)判決門限值進(jìn)行比較，得到該主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下狀態(tài)的粗判決結(jié)果。根據(jù)更新后的存在概率，計(jì)算任一主用戶的聯(lián)合存在概率。根據(jù)該主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，得到當(dāng)前時(shí)隙下該主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果。由于在對(duì)主用戶進(jìn)行感知時(shí)，可根據(jù)存在概率對(duì)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的狀態(tài)進(jìn)行判決，且可根據(jù)主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)判決結(jié)果進(jìn)行修正，從而能夠適用多個(gè)主用戶存在的情形，并能夠提高感知性能。

作為一種可選實(shí)施例，預(yù)測(cè)任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率，包括：

確定任一主用戶在前一時(shí)隙下的存在概率及非存在概率，確定任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的出生概率及經(jīng)歷前一時(shí)隙后的幸存概率；

將前一時(shí)隙下的存在概率與幸存概率進(jìn)行相乘，得到第一乘積，將出生概率與前一時(shí)隙下的非存在概率進(jìn)行相乘，得到第二乘積；

將第一乘積與第二乘積進(jìn)行相加，將得到的和作為任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下存在概率。

作為一種可選實(shí)施例，信道衰落因子用一組離散的粒子進(jìn)行表示，預(yù)測(cè)任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的信道衰落因子，包括：

對(duì)于任一粒子，基于對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移概率分布，根據(jù)任一粒子在前一時(shí)隙的狀態(tài)值，預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的狀態(tài)值；

根據(jù)任一粒子的類型，根據(jù)第一乘積、第二乘積、當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及任一粒子在前一時(shí)隙下的權(quán)值，預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的權(quán)值。

作為一種可選實(shí)施例，根據(jù)任一粒子的類型，根據(jù)第一乘積、第二乘積、當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及任一粒子在前一時(shí)隙下的權(quán)值，預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的權(quán)值，包括：

當(dāng)任一粒子為存在粒子時(shí)，將第一乘積除以當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率得到第一商值，將第一商值與任一粒子在前一時(shí)隙下的權(quán)值相乘所得到的結(jié)果作為當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的權(quán)值；

當(dāng)任一粒子為出生粒子時(shí)，將第二乘積除以當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率得到第二商值，將第二商值與任一粒子在前一時(shí)隙下的權(quán)值相乘所得到的結(jié)果作為當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的權(quán)值。

作為一種可選實(shí)施例，根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)存在概率進(jìn)行更新，包括：

根據(jù)觀測(cè)值計(jì)算當(dāng)前時(shí)隙下任一主用戶的似然比率；

根據(jù)似然比率及存在概率，重新計(jì)算存在概率，得到更新后的存在概率。

作為一種可選實(shí)施例，根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)信道衰落因子進(jìn)行更新，包括：

對(duì)于信道衰落因子劃分的任一粒子，基于觀測(cè)值及任一粒子的狀態(tài)值，計(jì)算任一主用戶處于工作狀態(tài)時(shí)的第一似然函數(shù)值；

將第一似然函數(shù)值與粒子的權(quán)值相乘，將得到的乘積作為任一粒子更新后的權(quán)值；

根據(jù)每一粒子更新后的權(quán)值，對(duì)任一粒子的權(quán)值進(jìn)行歸一化，得到任一粒子歸一化的粒子權(quán)值；

根據(jù)歸一化的粒子權(quán)值對(duì)任一粒子的狀態(tài)值重新進(jìn)行采樣，得到更新后的粒子狀態(tài)值。

作為一種可選實(shí)施例，根據(jù)觀測(cè)值計(jì)算當(dāng)前時(shí)隙下任一主用戶的似然比率，包括：

對(duì)于信道衰落因子劃分的任一粒子，基于觀測(cè)值，計(jì)算當(dāng)前時(shí)隙下任一主用戶處于空閑狀態(tài)時(shí)的第二似然函數(shù)值；

將第二似然函數(shù)值除以第一似然函數(shù)值，得到相應(yīng)的商值；

將商值乘以任一粒子權(quán)值，得到乘積；

將每個(gè)粒子對(duì)應(yīng)的乘積進(jìn)行疊加，將得到的和作為任一主用戶的似然比率。

作為一種可選實(shí)施例，將更新后的存在概率與預(yù)設(shè)判決門限值進(jìn)行比較，得到任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下狀態(tài)的粗判決結(jié)果，包括：

當(dāng)更新后的存在概率小于預(yù)設(shè)判決門限值時(shí)，確定任一主用戶狀態(tài)為空閑狀態(tài)；

當(dāng)更新后的存在概率不小于預(yù)設(shè)判決門限值時(shí)，確定任一主用戶狀態(tài)為工作狀態(tài)。

作為一種可選實(shí)施例，根據(jù)任一主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，得到當(dāng)前時(shí)隙下任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果之后，還包括：

根據(jù)任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果，重新估計(jì)信道衰落因子。

作為一種可選實(shí)施例，根據(jù)任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果，重新估計(jì)信道衰落因子，包括：

當(dāng)任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果為工作狀態(tài)時(shí)，將所有粒子的加權(quán)值作為估計(jì)的信道衰落因子；

當(dāng)任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果為空閑狀態(tài)且當(dāng)前時(shí)隙為信道周期首時(shí)刻時(shí)，基于對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移概率分布，根據(jù)前一時(shí)隙下的信道衰落因子，得到估計(jì)的信道衰落因子；

當(dāng)任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果為空閑狀態(tài)且當(dāng)前時(shí)隙不為信道周期首時(shí)刻時(shí)，將前一時(shí)隙下的信道衰落因子估計(jì)值作為估計(jì)的信道衰落因子。

上述所有可選技術(shù)方案，可以采用任意結(jié)合形成本發(fā)明的可選實(shí)施例，在此不再一一贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種主用戶頻譜感知方法。需要說明的是，本實(shí)施例提供的方法考慮了多個(gè)主用戶狀態(tài)的可能性，從而能夠較精準(zhǔn)預(yù)測(cè)信道頻段的真實(shí)使用情況。其中，可感知的主用戶數(shù)量為至少兩個(gè)，本實(shí)施例不對(duì)可感知的主用戶數(shù)量作具體限定。為了便于說明，本實(shí)施例中的方法步驟均以通信網(wǎng)絡(luò)中任一主用戶進(jìn)行方法闡述，感知到的主用戶數(shù)量為兩個(gè)為例，在對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)中任一主用戶進(jìn)行感知時(shí)，均可按照本實(shí)施例提供的方法步驟進(jìn)行實(shí)施，本實(shí)施例對(duì)此不作具體限定。參見圖2，本實(shí)施例提供的方法流程包括：201、預(yù)測(cè)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及信道衰落因子；202、根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)存在概率及信道衰落因子進(jìn)行更新；203、將更新后的存在概率與預(yù)設(shè)判決門限值進(jìn)行比較，得到該主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下狀態(tài)的粗判決結(jié)果；204、根據(jù)更新后的存在概率，計(jì)算主用戶的聯(lián)合存在概率；205、根據(jù)主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，得到當(dāng)前時(shí)隙下主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果。

其中，201、預(yù)測(cè)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及信道衰落因子。

在該步驟中，存在概率用于描述主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下使用信道頻段可能性?；谥饔脩羰褂眯诺李l段時(shí)的可能性，若前一時(shí)隙該主用戶沒有使用過信道頻段，則根據(jù)前一時(shí)隙主用戶沒有使用信道頻段的非存在概率與當(dāng)前時(shí)隙主用戶準(zhǔn)備使用信道頻段的出生概率，可確定該主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下存在概率的第一部分值。根據(jù)前一時(shí)隙主用戶使用信道頻段的存在概率與前一時(shí)隙結(jié)束后主用戶還會(huì)使用該信道頻段的幸存概率，可確定該主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下存在概率的第二部分值。將第一部分值與第二部分值進(jìn)行疊加即為主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下存在概率的預(yù)測(cè)值。上述過程具體計(jì)算方法包括但不限于如下內(nèi)容：確定主用戶在前一時(shí)隙下的存在概率及非存在概率，確定主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的出生概率及經(jīng)歷前一時(shí)隙后的幸存概率；將前一時(shí)隙下的存在概率與幸存概率進(jìn)行相乘，得到第一乘積，將出生概率與前一時(shí)隙下的非存在概率進(jìn)行相乘，得到第二乘積；將第一乘積與第二乘積進(jìn)行相加，將得到的和作為主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下存在概率。具體計(jì)算過程可如下公式(1)所示：

q_j，k|k-1＝p_{b，j，k}×(1-q_j，k-1|k-1)+p_{s，j，k}×q_{j，k-1|k-1}，j∈{1，2}. (1)

其中，j表示第j個(gè)主用戶，q_j，k|k-1為主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下存在概率的預(yù)測(cè)值，p_b，j，k為主用戶在當(dāng)前時(shí)隙的出生概率，q_j，k-1|k-1為主用戶在前一時(shí)隙的存在概率，p_s，j，k為主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的幸存概率。需要說明的是，若當(dāng)前時(shí)刻為第一個(gè)時(shí)隙時(shí)，上述概率的初始值可以按照實(shí)際實(shí)施情況進(jìn)行設(shè)定，本實(shí)施例不對(duì)上述概率的初始值進(jìn)行設(shè)定。

需要說明的是，由于信道是動(dòng)態(tài)變化的，而信道的變化(如信道的衰落)直接影響次用戶接收到觀測(cè)值的準(zhǔn)確性。為了解決上述問題，本實(shí)施例提供了用信道衰落因子來對(duì)動(dòng)態(tài)時(shí)變信道的信道情況進(jìn)行描述。其中，信道衰落因子可采用一組離散的粒子值來更好地近似。為了更好地逼近主用戶存在狀態(tài)的動(dòng)態(tài)改變，可將粒子分為兩部分：一直存在的粒子，即以當(dāng)前時(shí)隙為參考前一時(shí)隙就存在的粒子，簡稱存在粒子，其個(gè)數(shù)為N；出生粒子，其個(gè)數(shù)為B。針對(duì)某一時(shí)隙的信道衰落因子，粒子的預(yù)測(cè)值可包括兩部分：信道衰落因子粒子狀態(tài)值的預(yù)測(cè)值和粒子權(quán)值的預(yù)測(cè)值。

例如，以主用戶數(shù)量為兩個(gè)為例。兩個(gè)主用戶在第k時(shí)隙下對(duì)應(yīng)的信道衰落因子可分別表示為α_1，k和α_2，k。其中，α_1，k和α_2，k分別采用一組離散的粒子值知來近似。其中，α_1，k⁽ⁱ⁾為第k時(shí)隙下第i個(gè)粒子狀態(tài)值的預(yù)測(cè)值，ε_1，k⁽ⁱ⁾為第k時(shí)隙下第i個(gè)粒子權(quán)值的預(yù)測(cè)值。

基于上述內(nèi)容，本實(shí)施例不對(duì)預(yù)測(cè)任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的信道衰落因子的方式作具體限定，包括但不限于：對(duì)于任一粒子，基于對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移概率分布，根據(jù)任一粒子在前一時(shí)隙的狀態(tài)值，預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的狀態(tài)值；根據(jù)任一粒子的類型，根據(jù)第一乘積、第二乘積、當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及任一粒子在前一時(shí)隙下的權(quán)值，預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的權(quán)值。

對(duì)于信道衰落因子的N+B個(gè)粒子中任一粒子，預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)隙下粒子狀態(tài)值的過程，可按照下列函數(shù)表達(dá)式(2)進(jìn)行表示：

α_j，k|k-1⁽ⁱ⁾～π_j，α(α_{j，k|k-1}⁽ⁱ⁾|α_j，k-1|k-1⁽ⁱ⁾)，i＝1，2，...，N+B. (2)

其中，α_j，k|k-1⁽ⁱ⁾為當(dāng)前時(shí)隙下粒子狀態(tài)值的預(yù)測(cè)值，α_j，k-1|k-1⁽ⁱ⁾為前一時(shí)隙下粒子狀態(tài)值，i表示第i個(gè)粒子。

由上述內(nèi)容可知，粒子按類型劃分可分為存在粒子及出生粒子。相應(yīng)地，本實(shí)施例不對(duì)根據(jù)任一粒子的類型，根據(jù)第一乘積、第二乘積、當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及任一粒子在前一時(shí)隙下的權(quán)值，預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的權(quán)值的方式作具體限定，包括但不限于：

當(dāng)任一粒子為存在粒子時(shí)，將第一乘積除以當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率得到第一商值，將第一商值與任一粒子在前一時(shí)隙下的權(quán)值相乘所得到的結(jié)果作為當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的權(quán)值；

當(dāng)任一粒子為出生粒子時(shí)，將第二乘積除以當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率得到第二商值，將第二商值與任一粒子在前一時(shí)隙下的權(quán)值相乘所得到的結(jié)果作為當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的權(quán)值。

上述運(yùn)算過程可以用如下公式(3)表示：

其中，ε_{j，k|k-1}⁽ⁱ⁾表示第i個(gè)粒子在當(dāng)前時(shí)隙下粒子權(quán)值的預(yù)測(cè)值。p_{s，j，k}表示第j個(gè)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的幸存概率，q_{j，k-1|k-1}表示第j個(gè)主用戶在前一時(shí)隙下的存在概率，q_j，k|k-1表示第j個(gè)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下存在概率的預(yù)測(cè)值。ε_j，k-l|k-1⁽ⁱ⁾表示第i個(gè)粒子在前一時(shí)隙下的粒子權(quán)值。

其中，202、根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)存在概率及信道衰落因子進(jìn)行更新。

由于通過上述步驟201預(yù)測(cè)出主用戶的存在概率后，在實(shí)際的實(shí)施過程中，通常還需要考慮當(dāng)前時(shí)隙下次用戶接收到的觀測(cè)值對(duì)預(yù)測(cè)出的存在概率及信道衰落因子的影響。因此，本步驟中還可以對(duì)存在概率及信道衰落因子進(jìn)行更新，本實(shí)施例對(duì)此不作具體限定。其中，觀測(cè)值包括但不限于主用戶的能量值，具體數(shù)值通過能量檢測(cè)的方式可獲得。本實(shí)施例不對(duì)根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下該主用戶的觀測(cè)值，對(duì)存在概率進(jìn)行更新的方式作具體限定，包括但不限于：根據(jù)觀測(cè)值計(jì)算當(dāng)前時(shí)隙下主用戶的似然比率；根據(jù)似然比率及存在概率，重新計(jì)算存在概率，得到更新后的存在概率。

考慮到本實(shí)施例提供的方法針對(duì)的主要是動(dòng)態(tài)時(shí)變的信道，因此，在對(duì)存在概率進(jìn)行更新之后，還可以對(duì)信道衰落因子對(duì)應(yīng)的粒子狀態(tài)值及粒子權(quán)值進(jìn)行更新，本實(shí)施例對(duì)此不作具體限定。通過對(duì)信道衰落因子進(jìn)行更新，可降低接收到的觀測(cè)值誤差率，提高接收到信號(hào)信息的準(zhǔn)確性。其中，信道衰落因子的更新過程主要體現(xiàn)為對(duì)粒子狀態(tài)值及粒子權(quán)值的更新。對(duì)于信道衰落因子中的任一粒子，現(xiàn)分別對(duì)其粒子的狀態(tài)值及粒子權(quán)值的更新過程進(jìn)行闡述。

本實(shí)施例不對(duì)根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)信道衰落因子進(jìn)行更新的方式作具體限定，包括但不限于：對(duì)于信道衰落因子劃分的任一粒子，基于觀測(cè)值及任一粒子的狀態(tài)值，計(jì)算任一主用戶處于工作狀態(tài)時(shí)的第一似然函數(shù)值；將第一似然函數(shù)值與粒子的權(quán)值相乘，將得到的乘積作為任一粒子更新后的權(quán)值；根據(jù)每一粒子更新后的權(quán)值，對(duì)任一粒子的權(quán)值進(jìn)行歸一化，得到任一粒子歸一化的粒子權(quán)值；根據(jù)歸一化的粒子權(quán)值對(duì)任一粒子的狀態(tài)值重新進(jìn)行采樣，得到更新后的粒子狀態(tài)值。

由上述更新存在概率的過程可知，需先根據(jù)觀測(cè)值計(jì)算當(dāng)前時(shí)隙下主用戶的似然比率。對(duì)于任一主用戶及任一主用戶對(duì)應(yīng)的信道衰落因子所劃分的任一粒子，關(guān)于根據(jù)觀測(cè)值計(jì)算當(dāng)前時(shí)隙下主用戶的似然比率的方式，本實(shí)施例對(duì)此不作具體限定，包括但不限于：對(duì)于信道衰落因子劃分的任一粒子，基于觀測(cè)值，計(jì)算當(dāng)前時(shí)隙下任一主用戶處于空閑狀態(tài)時(shí)的第二似然函數(shù)值；將第二似然函數(shù)值除以第一似然函數(shù)值，得到相應(yīng)的商值；將商值乘以任一粒子權(quán)值，得到乘積；將每個(gè)粒子對(duì)應(yīng)的乘積進(jìn)行疊加，將得到的和作為任一主用戶的似然比率。上述計(jì)算似然比率的過程可如下公式(4)所示：

其中，I_j，k為第j個(gè)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙k下的似然比率，ε_j，k|k-1⁽ⁱ⁾為當(dāng)前時(shí)隙下第i個(gè)粒子權(quán)值。表示主用戶的似然函數(shù)，在本公式中h_j，k分別取值為和h_j，k＝a_j，k|k-1⁽ⁱ⁾。其中，表示主用戶處于空閑狀態(tài)，h_j，k＝α_j，k|k-1⁽ⁱ⁾表示主用戶處于工作狀態(tài)。

計(jì)算似然函數(shù)值可如下公式(5)所示：

其中，N為常態(tài)分布函數(shù)。μ₀和μ₁為似然函數(shù)均值，μ₀＝2Mσ_u²，μ_j＝M(2σ_u²+(α_j，k|k-1⁽ⁱ⁾)²)，j∈{1，2}。σ₀²和σ_j²為方差，σ₀²＝4Mσ_u⁴，σ_j²＝4M·((α_j，k|k-1⁽ⁱ⁾)²+σ_u²)，j∈{1，2}。

M表示每個(gè)感知時(shí)刻的采樣次數(shù)，σ_u²表示信道噪聲方差。z_k為特定長度觀測(cè)時(shí)間窗內(nèi)采樣信號(hào)能量和的值。其中，z_k的計(jì)算方式如下公式(6)所示：

其中，M為每個(gè)感知周期Ts內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)：M＝Ts×fs，fs為采樣頻率。u_{j，k，m}為k時(shí)刻的信道噪聲的第m次采樣值，服從均值為0，方差為σ_u²的高斯分布。H₀、H₁和H₂指的是當(dāng)主用戶數(shù)量為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)主用戶分別的狀態(tài)。其中，H₀表示兩個(gè)主用戶信號(hào)均不存在；H₁表示主用戶1信號(hào)存在，主用戶2信號(hào)不存在；H₂表示主用戶1信號(hào)不存在，主用戶2信號(hào)存在。α_1，k為第一個(gè)主用戶在k時(shí)隙下的信道衰落因子，α_2，k為第二個(gè)主用戶在k時(shí)隙下的信道衰落因子。

在根據(jù)似然比率及存在概率重新計(jì)算存在概率時(shí)，具體計(jì)算過程可包括但不限于：將似然比率與存在概率相乘得到第三乘積；將非存在概率與第三乘積相加，得到相應(yīng)的和值；將第三乘積除以和值所得到的商值作為主用戶更新后的存在概率。上述計(jì)算過程可如下公式(7)所示：

其中，I_j，k為第j個(gè)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙k下的似然比率，q_j，k|k-1為主用戶的存在概率，q_j，k|k為主用戶更新后的存在概率。

由上述更新信道衰落因子的過程可知，在更新信道衰落因子時(shí)，可先對(duì)粒子權(quán)值進(jìn)行更新。對(duì)于信道衰落因子劃分的任一粒子，其更新過程上述內(nèi)容已提到過，即基于觀測(cè)值及任一粒子的狀態(tài)值，計(jì)算任一主用戶處于工作狀態(tài)時(shí)的第一似然函數(shù)值；將第一似然函數(shù)值與粒子的權(quán)值相乘，將得到的乘積作為任一粒子更新后的權(quán)值。具體計(jì)算過程可如下公式(8)所示：

對(duì)粒子權(quán)值進(jìn)行更新后，接著可對(duì)粒子狀態(tài)值進(jìn)行更新，具體過程為：根據(jù)每一粒子更新后的權(quán)值，對(duì)該粒子的權(quán)值進(jìn)行歸一化，得到該粒子歸一化的粒子權(quán)值；根據(jù)歸一化的粒子權(quán)值對(duì)該粒子的狀態(tài)值重新進(jìn)行采樣，得到更新后的粒子狀態(tài)值。其中，歸一化的計(jì)算過程可如下公式(9)所示：

在根據(jù)更新后的粒子權(quán)值對(duì)粒子狀態(tài)值重新進(jìn)行采樣時(shí)，由于信道衰落因子只與當(dāng)前時(shí)刻存在的粒子狀態(tài)值有關(guān)，因此，重采樣可以只考慮一直存在的粒子狀態(tài)值(前N個(gè)粒子)，重采樣的過程可如下公式(10)所示：

在上述公式(10)中，n(i)為產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)，且n⁽ⁱ⁾∈[0，1]。出生粒子狀態(tài)值的更新值可由先驗(yàn)轉(zhuǎn)移矩陣獲得，如下公式(11)所示：

在上述公式(11)中，為k-1時(shí)刻的第j個(gè)信道對(duì)應(yīng)的信道衰落因子的估計(jì)值。

通過上述步驟，可以得到當(dāng)前時(shí)隙k下的粒子集需要說明的是，在下一時(shí)隙(即k+1時(shí)隙)計(jì)算信道衰落因子時(shí)，可將上面k時(shí)隙得到的信道衰落因子作為初始值來計(jì)算k+1時(shí)隙的信道衰落因子，從而通過迭代運(yùn)算在每個(gè)時(shí)隙下獲得相應(yīng)的信道衰落因子。在每個(gè)時(shí)隙結(jié)束后，還可以將粒子權(quán)值歸一化的更新值ε_j，k|k⁽ⁱ⁾進(jìn)行重置，具體方式可參考下列公式(12)：

其中，203、將更新后的存在概率與預(yù)設(shè)判決門限值進(jìn)行比較，得到該主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下狀態(tài)的粗判決結(jié)果。

本實(shí)施例不對(duì)將更新后的存在概率與預(yù)設(shè)判決門限值進(jìn)行比較，得到該主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下狀態(tài)的粗判決結(jié)果的方式作具體限定，包括但不限于：當(dāng)更新后的存在概率小于預(yù)設(shè)判決門限值時(shí)，確定該主用戶狀態(tài)為空閑狀態(tài)；當(dāng)更新后的存在概率不小于預(yù)設(shè)判決門限值時(shí)，確定該主用戶狀態(tài)為工作狀態(tài)。

以主用戶數(shù)量為兩個(gè)為例，可將存在概率更新值q_1，k|k和q_2，k|k分別與判決門限γ比較，得到當(dāng)前主用戶的狀態(tài)值的粗判決結(jié)果和計(jì)算過程可如下公式(13)所示：

當(dāng)更新值q_j，k|k小于判決門限γ時(shí)，主用戶PU的狀態(tài)值為0；否則，主用戶PU的狀態(tài)值為1。

考慮到粗判決結(jié)果同樣對(duì)主用戶更新后的存在概率有指導(dǎo)意義，可根據(jù)粗判決結(jié)果對(duì)更新后的存在概率進(jìn)行修正，本實(shí)施例對(duì)此不作具體限定。具體修正過程可參考如下公式(14)及公式(15)：

當(dāng)時(shí)，對(duì)存在概率q_j，k|k做如下修正：

當(dāng)時(shí)，對(duì)存在概率q_j，k|k做如下修正：

其中，204、根據(jù)更新后的存在概率，計(jì)算任一主用戶的聯(lián)合存在概率。

對(duì)于任一主用戶，基于上述步驟202中公式(4)得到的主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的似然比率，本實(shí)施例不對(duì)根據(jù)更新后的存在概率，計(jì)算任一主用戶的聯(lián)合存在概率的方式作具體限定，包括但不限于：將更新后的存在概率與當(dāng)前時(shí)隙下的似然比率相乘，將得到乘積作為主用戶的聯(lián)合存在概率。具體計(jì)算過程可參考如下公式(16)：

q′_j，k|k＝q_j，k|k×I_j，k|k (16)

其中，q′_j，k|k為第j個(gè)主用戶與其他主用戶之間的聯(lián)合存在概率。q_j，k|k為第j個(gè)主用戶更新后的存在概率，I_j，k|k為似然比率。

205、根據(jù)該主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，得到當(dāng)前時(shí)隙下該主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果。

以兩個(gè)主用戶為例，由于粗判決結(jié)果中可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)粗判決結(jié)果均為l，即兩個(gè)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙都在處于工作狀態(tài)，這在實(shí)際情況中是不可能的。因此，需要對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，從而獲得更貼近實(shí)際情況的主用戶狀態(tài)。

本實(shí)施例不對(duì)根據(jù)該主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，得到當(dāng)前時(shí)隙下該主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果的方式作具體限定，包括但不限于：當(dāng)該主用戶的聯(lián)合存在概率為所有主用戶對(duì)應(yīng)的聯(lián)合存在概率中的最大值時(shí)，確定該主用戶狀態(tài)為工作狀態(tài)；當(dāng)該主用戶的聯(lián)合存在概率不為所有主用戶對(duì)應(yīng)的聯(lián)合存在概率中的最大值時(shí)，確定該主用戶狀態(tài)為空閑狀態(tài)。

為了便于說明以主用戶數(shù)量為兩個(gè)為例，若q′_1，k|k＞q′_2，k|k，則將粗判決結(jié)果重置為知否則，則將粗判決結(jié)果重置為知其中，q′_1，k|k為第一個(gè)主用戶對(duì)應(yīng)的聯(lián)合分布概率，q′_2，k|k為第二個(gè)主用戶對(duì)應(yīng)的聯(lián)合分布概率。

由于主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果同樣對(duì)信道衰落因子具有指導(dǎo)意義，從而在得到當(dāng)前時(shí)隙下主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果之后，還可以根據(jù)任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果，重新估計(jì)信道衰落因子，以用于下一時(shí)隙對(duì)多個(gè)主用戶進(jìn)行頻譜感知，本實(shí)施例對(duì)此不作具體限定。

對(duì)于任一主用戶，本實(shí)施例不對(duì)根據(jù)主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果，重新估計(jì)信道衰落因子的方式作具體限定，包括但不限于：當(dāng)主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果為工作狀態(tài)時(shí)，將所有粒子的加權(quán)值作為估計(jì)的信道衰落因子；當(dāng)主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果為空閑狀態(tài)且當(dāng)前時(shí)隙為信道周期首時(shí)刻時(shí)，基于對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移概率分布，根據(jù)前一時(shí)隙下的信道衰落因子，得到估計(jì)的信道衰落因子；當(dāng)主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果為空閑狀態(tài)且當(dāng)前時(shí)隙不為信道周期首時(shí)刻時(shí)，將前一時(shí)隙下的信道衰落因子估計(jì)值作為估計(jì)的信道衰落因子。

重新估計(jì)信道衰落因子的具體過程可如下所示：

當(dāng)時(shí)，即主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果為工作狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)的信道衰落因子計(jì)算如下公式(17)所示：

當(dāng)時(shí)，即主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果為工作狀態(tài)時(shí)，需要判斷當(dāng)前時(shí)隙k時(shí)刻是否為衰落信道周期首時(shí)刻。

若此時(shí)為衰落信道周期首時(shí)刻，則基于對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移概率分布，根據(jù)前一時(shí)隙下的信道衰落因子估計(jì)值來重新估計(jì)信道衰落因子，該過程可參考如下公式(18)：

若此時(shí)不為衰落信道周期首時(shí)刻，則直接將前一時(shí)隙下的信道衰落因子估計(jì)值作為此時(shí)的信道狀態(tài)，即：

在計(jì)算得到信道衰落因子后，可根據(jù)信道衰落因子來控制次用戶的發(fā)射功率，從而讓次用戶的發(fā)射能量低于某一閾值，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)在不影響主用戶使用信道頻段的前提下，次用戶也能夠通過降低自身發(fā)射功率來使用主用戶授權(quán)的信道頻段。通過該方式能夠提高信道容量，提高信道頻段的利用率。

需要說明的是，通過上述步驟201至205在確定主用戶的狀態(tài)后，還可以將上述步驟中得到的存在概率與信道衰落因子代入到下一時(shí)隙的計(jì)算過程，從而可以通過迭代運(yùn)算得到每個(gè)時(shí)隙下的主用戶存在概率及對(duì)應(yīng)的信道衰落因子，本實(shí)施例對(duì)此不作具體限定。

另外，考慮到后續(xù)實(shí)現(xiàn)過程中需對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的方法流程進(jìn)行整合，以按照功能模塊對(duì)實(shí)現(xiàn)的不同功能進(jìn)行區(qū)分。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種功能模塊劃分方法，具體可將本發(fā)明實(shí)施例提供的方法劃分為三個(gè)功能模塊。分別為：PU狀態(tài)估計(jì)模塊、聯(lián)合判決模塊及信道衰落因子估計(jì)模塊。以主用戶數(shù)量為兩個(gè)為例，上述功能模塊之間的連接關(guān)系可如圖3所示。上述模塊功能分別如下：

PU狀態(tài)估計(jì)模塊：分別針對(duì)兩個(gè)主用戶，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻接收端觀測(cè)信號(hào)以及上一時(shí)刻聯(lián)合判決模塊和信道衰落因子估計(jì)模塊的輸出值，利用粒子濾波技術(shù)對(duì)主用戶存在狀態(tài)的后驗(yàn)概率進(jìn)行序貫更新與估計(jì)。

聯(lián)合判決模塊：根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻PU狀態(tài)估計(jì)模塊輸出值，將兩個(gè)用戶的聯(lián)合存在概率進(jìn)行比較，綜合得出兩個(gè)PU的存在狀態(tài)，并利用主用戶的先驗(yàn)轉(zhuǎn)移概率對(duì)PU狀態(tài)估計(jì)模塊輸出的存在概率進(jìn)行修正，傳到PU狀態(tài)估計(jì)模塊，用于下一次迭代。

信道衰落因子估計(jì)模塊：分別針對(duì)兩個(gè)主用戶，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻接收端觀測(cè)信號(hào)以及當(dāng)前時(shí)刻聯(lián)合判決模塊輸出值，利用共軛先驗(yàn)概念和邊緣化思想，對(duì)信道衰落因子進(jìn)行迭代更新。

本發(fā)明實(shí)施例提供的方法，通過預(yù)測(cè)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及信道衰落因子，根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)存在概率及信道衰落因子進(jìn)行更新。將更新后的存在概率與預(yù)設(shè)判決門限值進(jìn)行比較，得到該主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下狀態(tài)的粗判決結(jié)果。根據(jù)更新后的存在概率，計(jì)算任一主用戶的聯(lián)合存在概率。根據(jù)該主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，得到當(dāng)前時(shí)隙下該主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果。由于在對(duì)主用戶進(jìn)行感知時(shí)，可根據(jù)存在概率對(duì)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的狀態(tài)進(jìn)行判決，且可根據(jù)主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)判決結(jié)果進(jìn)行修正，從而能夠適用多個(gè)主用戶存在的情形，并能夠提高感知性能。

其次，本發(fā)明實(shí)施例提供的方法適用于多個(gè)主用戶情形下的頻譜感知。不僅能以主用戶存在概率為基礎(chǔ)，對(duì)多個(gè)主用戶的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)感知，還能以信道衰落因子為基礎(chǔ)，動(dòng)態(tài)跟蹤估計(jì)多個(gè)主用戶一次用戶鏈路的狀態(tài)信息。以信道衰落因子及存在概率為代表的信道鏈路信息為實(shí)現(xiàn)Underlay頻譜共享模式奠定了基礎(chǔ)，為次用戶信道容量的提升提供了可能，使次用戶在未來認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行連續(xù)通信變成現(xiàn)實(shí)。

再次，本發(fā)明實(shí)施例提供的方法通過動(dòng)態(tài)跟蹤對(duì)應(yīng)的衰落信道，可有效地抑制接收信號(hào)的信息不確定性，從而能顯著增強(qiáng)頻譜感知精度，對(duì)于未來無線網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)頻譜共享具有積極的理論與實(shí)踐意義。另外，將兩個(gè)主用戶的存在概率和對(duì)應(yīng)的信道衰落因子當(dāng)成隱含狀態(tài)，將累積能量作為系統(tǒng)可觀測(cè)量，可低復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)的能量觀測(cè)量易于系統(tǒng)集成與設(shè)計(jì)。同時(shí)，該裝置具有良好可拓展性，其他觀測(cè)量亦可方便納入其中。

最后，在本發(fā)明實(shí)施例提供的方法中，當(dāng)多條PU-SU鏈路的衰落值變得很接近時(shí)，競爭增強(qiáng)機(jī)制通過比較兩條鏈路的聯(lián)合存在概率來判斷當(dāng)前時(shí)刻正在工作的主用戶，從而能夠較準(zhǔn)確地確定主用戶的工作狀態(tài)。與此同時(shí)，在計(jì)算過程中，通過動(dòng)態(tài)改善估計(jì)的先驗(yàn)概率，阻止了迭代過程中的誤差傳播，修正了估計(jì)檢測(cè)過程中的不準(zhǔn)確結(jié)果，極大地提升了感知性能。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種主用戶頻譜感知裝置，該裝置用于執(zhí)行上述圖1或圖2對(duì)應(yīng)的實(shí)施例中所提供的主用戶頻譜感知方法。參見圖4，該裝置包括：

預(yù)測(cè)模塊401，用于對(duì)于任一主用戶，預(yù)測(cè)任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及信道衰落因子；

更新模塊402，用于根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)存在概率及信道衰落因子進(jìn)行更新；

比較模塊403，用于將更新后的存在概率與預(yù)設(shè)判決門限值進(jìn)行比較，得到任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下狀態(tài)的粗判決結(jié)果；

計(jì)算模塊404，用于根據(jù)更新后的存在概率，計(jì)算任一主用戶的聯(lián)合存在概率；

修正模塊405，用于根據(jù)任一主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，得到當(dāng)前時(shí)隙下任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果。

作為一種可選實(shí)施例，預(yù)測(cè)模塊401，用于確定任一主用戶在前一時(shí)隙下的存在概率及非存在概率，確定任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的出生概率及經(jīng)歷前一時(shí)隙后的幸存概率；將前一時(shí)隙下的存在概率與幸存概率進(jìn)行相乘，得到第一乘積，將出生概率與前一時(shí)隙下的非存在概率進(jìn)行相乘，得到第二乘積；將第一乘積與第二乘積進(jìn)行相加，將得到的和作為任一主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下存在概率。

作為一種可選實(shí)施例，參見圖5，預(yù)測(cè)模塊401，包括：

第一預(yù)測(cè)單元4011，用于對(duì)于任一粒子，基于對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移概率分布，根據(jù)任一粒子在前一時(shí)隙的狀態(tài)值，預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的狀態(tài)值；

第二預(yù)測(cè)單元4012，用于根據(jù)任一粒子的類型，根據(jù)第一乘積、第二乘積、當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及任一粒子在前一時(shí)隙下的權(quán)值，預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的權(quán)值。

作為一種可選實(shí)施例，第二預(yù)測(cè)單元4012，用于當(dāng)任一粒子為存在粒子時(shí)，將第一乘積除以當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率得到第一商值，將第一商值與任一粒子在前一時(shí)隙下的權(quán)值相乘所得到的結(jié)果作為當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的權(quán)值；當(dāng)任一粒子為出生粒子時(shí)，將第二乘積除以當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率得到第二商值，將第二商值與任一粒子在前一時(shí)隙下的權(quán)值相乘所得到的結(jié)果作為當(dāng)前時(shí)隙下任一粒子的權(quán)值。

作為一種可選實(shí)施例，參見圖6，更新模塊402，包括：

第一計(jì)算單元4021，用于根據(jù)觀測(cè)值計(jì)算當(dāng)前時(shí)隙下任一主用戶的似然比率；

第二計(jì)算單元4022，用于根據(jù)似然比率及存在概率，重新計(jì)算存在概率，得到更新后的存在概率。

作為一種可選實(shí)施例，更新模塊402，用于對(duì)于信道衰落因子劃分的任一粒子，基于觀測(cè)值及任一粒子的狀態(tài)值，計(jì)算任一主用戶處于工作狀態(tài)時(shí)的第一似然函數(shù)值；將第一似然函數(shù)值與粒子的權(quán)值相乘，將得到的乘積作為任一粒子更新后的權(quán)值；根據(jù)每一粒子更新后的權(quán)值，對(duì)任一粒子的權(quán)值進(jìn)行歸一化，得到任一粒子歸一化的粒子權(quán)值；根據(jù)歸一化的粒子權(quán)值對(duì)任一粒子的狀態(tài)值重新進(jìn)行采樣，得到更新后的粒子狀態(tài)值。

作為一種可選實(shí)施例，第一計(jì)算單元4021，用于對(duì)于信道衰落因子劃分的任一粒子，基于觀測(cè)值，計(jì)算當(dāng)前時(shí)隙下任一主用戶處于空閑狀態(tài)時(shí)的第二似然函數(shù)值；將第二似然函數(shù)值除以第一似然函數(shù)值，得到相應(yīng)的商值；將商值乘以任一粒子權(quán)值，得到乘積；將每個(gè)粒子對(duì)應(yīng)的乘積進(jìn)行疊加，將得到的和作為任一主用戶的似然比率。

作為一種可選實(shí)施例，比較模塊403，用于當(dāng)更新后的存在概率小于預(yù)設(shè)判決門限值時(shí)，確定任一主用戶狀態(tài)為空閑狀態(tài)；當(dāng)更新后的存在概率不小于預(yù)設(shè)判決門限值時(shí)，確定任一主用戶狀態(tài)為工作狀態(tài)。

作為一種可選實(shí)施例，修正模塊405，用于當(dāng)任一主用戶的聯(lián)合存在概率為所有主用戶對(duì)應(yīng)的聯(lián)合存在概率中的最大值時(shí)，確定任一主用戶狀態(tài)為工作狀態(tài)；當(dāng)任一主用戶的聯(lián)合存在概率不為所有主用戶對(duì)應(yīng)的聯(lián)合存在概率中的最大值時(shí)，確定任一主用戶狀態(tài)為空閑狀態(tài)。

作為一種可選實(shí)施例，參見圖7，該裝置還包括：

估計(jì)模塊406，用于根據(jù)任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果，重新估計(jì)信道衰落因子。

作為一種可選實(shí)施例，估計(jì)模塊406，用于當(dāng)任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果為工作狀態(tài)時(shí)，將所有粒子的加權(quán)值作為估計(jì)的信道衰落因子；當(dāng)任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果為空閑狀態(tài)且當(dāng)前時(shí)隙為信道周期首時(shí)刻時(shí)，基于對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移概率分布，根據(jù)前一時(shí)隙下的信道衰落因子，得到估計(jì)的信道衰落因子；當(dāng)任一主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果為空閑狀態(tài)且當(dāng)前時(shí)隙不為信道周期首時(shí)刻時(shí)，將前一時(shí)隙下的信道衰落因子估計(jì)值作為估計(jì)的信道衰落因子。

本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置，通過預(yù)測(cè)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的存在概率及信道衰落因子，根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙下接收到的觀測(cè)值，對(duì)存在概率及信道衰落因子進(jìn)行更新。將更新后的存在概率與預(yù)設(shè)判決門限值進(jìn)行比較，得到該主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下狀態(tài)的粗判決結(jié)果。根據(jù)更新后的存在概率，計(jì)算任一主用戶的聯(lián)合存在概率。根據(jù)該主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)粗判決結(jié)果進(jìn)行修正，得到當(dāng)前時(shí)隙下該主用戶狀態(tài)的最終判決結(jié)果。由于在對(duì)主用戶進(jìn)行感知時(shí)，可根據(jù)存在概率對(duì)主用戶在當(dāng)前時(shí)隙下的狀態(tài)進(jìn)行判決，且可根據(jù)主用戶的聯(lián)合存在概率對(duì)判決結(jié)果進(jìn)行修正，從而能夠適用多個(gè)主用戶存在的情形，并能夠提高感知性能。

最后，本申請(qǐng)的方法僅為較佳的實(shí)施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。