一种认知无线电中合作频谱感知方法及系统的制作方法_2

文档序号:9277205阅读:来源:国知局
br>[0055]判决结果比较模块,用于在后面的感知过程中,每个认知用户将本次判决结果与 各自寄存器中存储的上一次判决结果进行比较。
[0056]优选地,所述融合中心包括:环形寄存器,所述环形寄存器包括:与认知用户数目 相同个寄存器,用于存储每个认知用户发送来的判决结果;
[0057]所述授权用户判定单元包括:
[0058] 可信度及动态可信度区间确定模块,用于根据存储的每个认知用户发送来的判决 结果,通过所述融合中心确定每个认知用户的可信度Q i和动态可信度区间;
[0059]判决结果选取模块,用于将每个认知用户的可信度ai与所述可信度区间进行匹 配,若a ,属于可信度区间,融合中心选取认知用户i的判决结果来参加本轮融合,若a ,不 属于可信度区间,在本轮融合中,融合中心则舍弃认知用户i的判决结果;
[0060]授权用户判定模块,用于根据融合中心选取的判决结果及预设的融合准则,判定 授权用户是否存在。
[0061]优选地,所述可信度及动态可信度区间确定模块包括:
[0062]第一可信度确定子模块,用于在第一次感知过程中,定义每个认知用户的可信度 a i= 1,i表示第i个认知用户;
[0063]第一可信度确定子模块,用于在后面的感知过程中,每个认知用户的可信度a 4表 示如下:
[0065]其中,NUMmatcted⑴表示在M次感知过程中,第i个认知用户的判决结果和最终判 决结果一致的次数,J为认知用户的总数;
[0066] 总体置信度确定子模块,用于根据每个认知用户的可信度a i,确定总体置信度 a 所述总体置信度a &表示如下:
[0068] 动态可信度区间确定子模块,用于通过融合中心确定每个认知用户的传输信噪 比,并根据每个认知用户的传输信噪比确定动态可信度区间[0^-0,,di+ej,0,表示 如下:
[0070] 其中,J表示认知用户的总数,SNRi表示第i个认知用户的传输信噪比,-为传 输信噪比的平均值。
[0071] 本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0072] 上述方案中,通过将各个认知用户检测到的能量结果与相应的判决门限进行比 较,输出判决结果,再由每个认知用户将本次判决结果与对应的寄存器中存储的上一次判 决结果进行比较,若两次判决结果不同,则用本次判决结果替换所述寄存器中已存储的上 一次判决结果,并将本次判决结果发送至融合中心,否则,不做处理;最后,根据接收到的判 决结果及在融合中心中预设的动态可信度区间,判定授权用户是否存在。这样,通过引入寄 存器去除冗余信息,大大减少不必要的冗余信息发送,能够避免频谱的浪费,同时,还能提 高信息的传输速度;本发明还将各个认知用户检测到的能量结果与相应的判决门限进行比 较判决,若本次判决结果与寄存器中存储的上一次判决结果不一致时,则用本次判决结果 替换所述寄存器中已存储的上一次判决结果,否则,不做处理,这样能够降低寄存器信息的 存储量;最后,还通过动态可信度区间去除不可靠的认知用户的检测信息,再判定授权用户 是否存在,从而能够提高检测信息的可靠性。
【附图说明】
[0073] 图1为合作频谱感知系统的结构示意图;
[0074] 图2为本发明实施例提供的能量检测法的方法流程图;
[0075] 图3为本发明实施例提供的基于寄存器的去除冗余信息的方法流程图;
[0076] 图4为本发明实施例提供的认知无线电中合作频谱感知方法的方法流程图;
[0077] 图5为本发明实施例提供的选取判决结果的方法流程图。
【具体实施方式】
[0078] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。
[0079] 本发明针对现有的合作频谱感知方法中传输的信息中含有冗余信息和错误信息, 会导致频谱的浪费及错判的问题,提供一种认知无线电中合作频谱感知方法及系统。
[0080] 实施例一
[0081] 参看图1所示,本发明实施例提供的认知无线电中合作频谱感知方法,包括:
[0082]将各个认知用户检测到的能量结果与相应的判决门限进行比较,输出判决结果;[0083]每个认知用户将本次判决结果与对应的寄存器中存储的上一次判决结果进行比 较,若两次判决结果不同,则用本次判决结果替换所述寄存器中已存储的上一次判决结果, 并将本次判决结果发送至融合中心,否则,不做处理;
[0084]根据接收到的判决结果及在融合中心中预设的动态可信度区间,判定授权用户是 否存在。
[0085]本发明实施例所述的认知无线电中合作频谱感知方法,通过将各个认知用户检测 到的能量结果与相应的判决门限进行比较,输出判决结果,再由每个认知用户将本次判决 结果与对应的寄存器中存储的上一次判决结果进行比较,若两次判决结果不同,则用本次 判决结果替换所述寄存器中已存储的上一次判决结果,并将本次判决结果发送至融合中 心,否则,不做处理;最后,根据接收到的判决结果及在融合中心中预设的动态可信度区间, 判定授权用户是否存在。这样,通过引入寄存器去除冗余信息,大大减少不必要的冗余信息 发送,能够避免频谱的浪费,同时,还能提高信息的传输速度;本发明还将各个认知用户检 测到的能量结果与相应的判决门限进行比较判决,若本次判决结果与寄存器中存储的上一 次判决结果不一致时,则用本次判决结果替换所述寄存器中已存储的上一次判决结果,否 贝1J,不做处理,这样能够降低寄存器信息的存储量;最后,还通过动态可信度区间去除不可 靠的认知用户的检测信息,再判定授权用户是否存在,从而能够提高检测信息的可靠性。 [0086] 在前述认知无线电中合作频谱感知方法的【具体实施方式】中,可选地,所述将各个 认知用户检测到的能量结果与相应的判决门限进行比较,输出判决结果包括:
[0087]对各个认知用户进行能量检测;
[0088] 对所述能量检测信息进行去噪、采样、并对采样结果进行求和处理;
[0089]将处理后的各个认知用户的能量检测信息与各个认知用户能量检测信息的判决 门限进行比较,输出判决结果,所述判决门限表示如下:
[0091]其中,Ai表示第i个认知用户的能量检测信息的判决门限,< 表示加性高斯 白噪声的方差,N表示采样数。,&表示第i个认知用户的的虚警概率,A=/(巧,i = 1,2,3,…,J,其中,Ui表示调整因子,用来根据每个认知用户的SNR来调整各个认知用户 虚警概率的大小,Pf表示为下式:
[0093]本发明实施例中,随机分布的认知用户通过能量检测法对授权用户的频谱信息进 行独立感知,获取本认知用户节点周边的频谱信息使用情况,参看图2所示,例如,可以通 过噪声滤波器滤除带外噪声、然后对能量检测信息进行采样,在对采样结果进行求和处理, 得到检测统计量Y,基于能量检测,各认知用户的检测信号用二元假设表示为式(1):
[0095] 式⑴中,Htl表示无授权用户出现,H肩示有授权用户出现,y(k)表示认知用户的 检测信号,x(k)代表授权用户信号,n(k)代表加性高斯白噪声,h(k)为信道增益。那么检 测统计量Y可以表示为式(1):
[0097] 参看图3所示,将处理后的各个认知用户的检测统计量Y与各个认知用户能量检 测信息的判决门限X进行比较,输出判决结果(!^或心),如式(3)所示:
[0099] 其中,判决门限A的选取和能量检测所能达到的虚警概率Pf和检测概率P d直接 相关,如式(4)所示:
[0101] 针对检测统计量Y,当N足够大时(N>250),根据中心极限定理,检测统计量Y在两 种情况(HjPH1)下可近似看作服从高斯分布。那么HjPH1分别满足式(5)和式(6)所 示:
[0104] 式(5)和式(6)中,< 为加性高斯白噪声的方差,ax2信号平均功率。在Htl的情 况下,Y服从高斯分布Y~NormalfNayAVT;:),那么由P f=P(Y>人|H。),得到式(7):
[0108] 从式⑶中可以看到,判决门限A只与Pf有关,且互成反比。所以,对于高SNR的 认知用户,可以增大虚警概率,降低判决门限,从而提高检测概率。相应地,对于低SNR的认 知用户,需要降低虚警概率,提高判决门限,从而减小检测概率。可按按式(8)调整认知用 户的虚警概率P f:
[0109] 尸,=舛尸,,i=l,2,3,…,J (9 )
[0110] 式(9)中,J表示总共有J个认知用户,Ui为调整因子,用来根据认知用户的SNR 来调整各个认知用户虚警概率的大小,从而让判决门限动态变化。为了保证联
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