一种空闲频谱探测的方法和装置的制造方法_3

文档序号:9435774阅读:来源:国知局
[0070] pn=pr〇b{判决为HjHj;
[0071] 假设选择了一种K/N融合准则,该融合准则下的全局虚警概率和检测概率分别为
[0072]
[0073]
[0074] 其中%和P&分别表示单个认知无线电节点的虚警概率和检测概率,4表示认知 无线电节点i的本地判决信息,即Ui= 1时本地判决为HpUi= 0时本地判决为H。。当k=1时,K/N准则为OR准则,而k=n时,K/N准则为AND准则,当
丨寸,为MOST 准则。
[0075] 其中,当k=n时,使用融合准则为AND准则时,只有当所有的本地判决信息为判 决授权频谱为非空闲频谱即所有111= 1时,最终判决结果才会认为主用户存在,该授权频 谱为非空闲频谱,即11。= 1,否则融合中心认为主用户不存在,该授权频谱为空闲频谱,即u。 =0。对频谱的检测条件要求苛刻,使得在同等条件下检测概率低。N表示认知无线电节点 的总数量;K表示判决结果为确定授权频谱上存在主用户的认知无线电节点的节点数。
[0076] 当k= 1时,使用融合准则为0R准则时,与AND准则相反,此准则是只要有一个本 地判决信息为授权频谱为非空闲频谱,即有一个111= 1时,最终判决结果就为主用户存在, 即11。= 1,授权频谱为非空闲频谱;反之只有当所有的本地判决信息为授权频谱为空闲频 谱,最终判决结果才会认为主用户不存在,即11。= 0,授权频谱为空闲频谱,此准则对于主用 户存在时的检测概率大大提高,但对于主用户不存在时的虚警概率也明显升高。
[0077] 当k2(。时,使用的融合准则为MOST准则,此时是本地判决信息为授权频 谱为空闲频谱的认知无线电节点的个数大于或等于本地判决信息为授权频谱为非空闲频 谱的认知无线电节点的个数,最终判决结果为授权频谱为空闲频谱,否则相反。
[0078] 假设融合准则选择MOST准则,结合第一认知无线电节点和所述三个协作认准无 线电节点A、B、C,最终判决结果为确定所述授权频谱为空闲频谱。
[0079] 需要说明的是,上述采用K/N融合准则仅是举例。实际应用中,可以采用现有技术 已有的任何融合准则。
[0080] S104 :将所述确定的最终判决结果发送给所述第一认知无线电节点和至少一个协 作的认知无线电节点,以使其根据所述确定的最终判决结果,确定是否在所述授权频谱上 进行通{目。
[0081] 具体例如:根据步骤S103所述确定所述授权频谱为空闲频谱,将所述确定所述授 权频谱为空闲频谱的最终判决结果发送给所述第一认知无线电节点和三个协作的认知无 线电节点A、B、C,以使所述第一认知无线电节点和三个协作的认知无线电节点A、B、C去确 定是否在所述授权频谱上进行通信,假设第一认知无线电节点确定在所述授权频谱上进行 通信。
[0082] 应用本发明实施例,可以对认知无线电节点接收的低信噪比的信号进行比较彻底 的去噪处理,提高信号的低信噪比,使得每个认知无线电节点的本地判决的准确度提高,对 于后续的在进行融合处理,得到最终的判决结果的准确度也提升很多,使得对空闲频谱的 探测更加精确,使得认知无线电节点能够在空闲频谱上进行通信,同时不影响主用户的通 信,避免了主用户使用授权频谱时受到干扰。
[0083] 图2为本发明实施例提供的另一种空闲频谱探测的方法的流程示意图,包括如下 步骤:
[0084] S201 :获得自身位置信息。
[0085] 根据现有技术,认知无线电节点可以获取其自身的位置信息,在此不再进行赘述。
[0086]S202:对授权频谱信号进行小波去噪后,进行能量检测,获得本地判决信息。
[0087] 在实际通信环境中,无线电信号通常会因阴影和传输过程中出现信息衰落的现 象,从而导致认知无线电节点在接收信号时低信噪比非常低,这样就会影响认知无线电节 点根据接收的信号,判决授权频谱是否为空闲频谱的误判概率会增加,那么对于进行后续 的根据每个认知无线电节点的本地判决信息,进行融合处理时,最终的判决结果的准确性 也会不太精确,
[0088] 那么在认知无线电节点在进行本地判决之前,对信号进行去噪处理,提高认知无 线电节点接收信号时的低信噪比,以降低误判概率,是非常可行的。根据现有技术可知,在 进行频谱探测时,实际上是对信号能量的检测。
[0089] 具体的,所述获得本地判决信息,包括:
[0090] 认知无线电节点根据其接收的授权频谱信号,进行能量检测,其中,所述授权频谱 信号包括:被噪声污染的信号,所述能量检测包括:被噪声污染的信号经过小波去噪,得到 估计信号,然后判断估计信号是否为〇,
[0091] 若判断结果为估计信号为0,则认知无线电节点确定所述授权频谱上不存在主用 户,确定所述授权频谱为空闲频谱,
[0092] 若判断结果为估计信号不为0,则所述估计信号经模数转换、平方器及抽样求和 后,获得探测统计量,认知无线电节点根据所述探测统计量确定其本地判决信息;
[0093] 所述小波去噪包括:将所述被噪声污染的信号映射到小波域,生成带小波系数的 小波信号,设置掩码算子,以使小波信号只保留预设的小波系数的系数项,其他小波系数置 为〇〇
[0094] 具体例如:假设进行小波去噪后得到的信号为估计信号f'(n),接收的被噪声污 染的信号为s(n) =f(n) + 〇e(n),其中,s(n)为被噪声污染的信号,f(n)为主用户基站发 出的信号,e(n)为噪声,。为噪声强度。在理想状态下,可以完全滤除噪声,若存在主用户 即氏,则有f'(n) =f(n),若不存在主用户即H。,则有f'(n) = 0。即判断估计信号f'(n) 是否为〇,若判断结果为估计信号f'(n)为0,则认知无线电节点确定所述授权频谱上不存 在主用户,确定所述授权频谱为空闲频谱;若判断结果为估计信号f'(n)不为0,则所述估 计信号经模数转换、平方器及抽样求和后,获得探测统计量,认知无线电节点根据所述探测 统计量确定其本地判决信息,其中探测统计量可以表示为
[0095]
[0096] 其中,胃表示自由度为2TW的中心x方分布,:表示自由度为2TW,非 中心参数2y的非中心x方分布,y为信噪比,TW表示抽样时间与抽样频带带宽的乘积。
[0097] 小波去噪过程包括:将被噪声污染的信号s(n)映射到小波域,生成带小波系数的 小波信号,可以设置掩码算子B。,以使小波信号只保留预设的小波系数的系数项,其他小波 系数置为〇,即可表示为:
[0098]
[0099] 其中,Q表示预设的小波系数,示单个小波系数项。
[0100]当然,将被噪声污染的信号s(n)映射到小波域,生成带小波系数的小波信号,还 可以设置模值阈值Ye,使模值小的小波系数被置为0,只保留模值大的小波系数项,SP
[0101]
[0102] 其中,S表示设定的模值阈值。
[0103] 具体的,所述认知无线电节点根据所述探测统计量确定其本地判决信息,包括:
[0104] 将所述探测统计量与预先设定的阈值进行比较,若所述探测统计量大于所述预先 设定的阈值,则认知无线电节点确定所述授权频谱上存在主用户,确定所述授权频谱为非 空闲频谱,若所述探测统计量小于或者等于所述预先设定的阈值,则认知无线电节点确定 所述感知的授权频谱上不存在主用户,确定所述授权频谱为空闲频谱。
[0105] 具体例如,根据上述步骤得到探测统计量S,与预先设定的阈值A进行比较,若有 探测统计量S大于所述预先设定的阈值A,即S>A,则认知无线电节点确定所述授权频 谱上存在主用户,确定所述授权频谱为非空闲频谱,若有探测统计量S小于或者等于所述 预先设定的阈值X,即A,则认知无线电节点确定所述感知的授权频谱上不存在主用 户,确定所述授权频谱为空闲频谱。
[0106] S203 :将位置信息和所述本地判决信息发送至网络侧;以使网络侧进行融合处 理,确定最终判决结果,将所述确定的最终判决结果发送给所述认知无线电节点和至少一 个协作的认知无线电节点。
[0107] 具体例如:认知无线电节点获取自身的位
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