[发明专利]一种认知无线电频谱感知合作检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种认知无线电频谱感知检测方法，尤其涉及一种认知无线电频谱感知合作检测方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

近十年来，随着无线通信技术的迅猛发展，各种通信系统（如LTE、LTE Advanced、WiFi、WiMax、无线Mesh网、卫星通信、协同通信等）对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。按照目前的频谱固定分配方式，在可用范围内可供分配使用的频率已寥寥无几。而已被分配频谱的实际使用效率并不高，仅为15%~85%。因此，如何提高频谱使用效率现已成为热点研究课题。

近年来提出的认知无线电（Cognitive Radio，CR）技术有望解决这一问题。认知无线电这一概念首先由Joseph Mitola博士在1999年提出。后来美国联邦通信委员会提出一种被广泛接受的定义：认知无线电是一种智能无线电系统，它能感知周围环境，运用“理解—构建”的方法学从周围环境中获取消息,并通过实时改变传输功率、载频、调制方式等传输参数来适应环境的变化。

认知无线电技术是一种智能频谱共享技术，因而检测感兴趣的频谱资源是否处于空闲状态是认知无线电的首要工作。我们把在时域、频域、空域中出现的可以被利用的频谱资源称为频谱空穴，频谱感知就是对周围的无线信道环境进行感知，以此来确定频谱空穴，也就是分配给主用户（Primary User，PU，也称授权用户）但在特定的时间里没有被主用户使用的空闲频段。

随着认知无线电技术的不断发展，频谱感知技术也在不断的发展。在早期，频谱感知技术一般是采用能量检测、循环特征检测、匹配滤波器检测等发射源检测的方法，虽然有设计复杂度低、易于实现等优点，但由于会受到阴影和多径等因素的影响，检测的性能会随着接收信号强度的降低而减弱，并且检测能力自身也有一定的限制。考虑到多个认知用户（Cognitive User，CU）空间地理位置差异所产生的天然空间分集增益，可将多个本地认知用户联合起来，共享单个本地检测信息，从而共同完成对授权用户信号的检测，以达到显著提高认知无线电系统整体检测性能的目标。

分布式多用户合作检测是实现基于合作的频谱检测方法之一。在此方法中，各认知用户将本地检测信息上报给认知无线电基站（或称为融合中心），由认知无线电基站进行本地检测信息的数据融合处理后做出最终的频谱决策。目前常用的融合规则有“与”、“或”和“多数”规则。在实际应用中，由于参加合作检测的认知用户受信道衰落、噪声不确定以及相邻节点阴影相关性等不利因素的影响，使融合后的检测信息仍然具有较大的不确定性，因此采用此类融合方式不能充分反映用户的所有观察信息。

针对以上问题，有人提出了一种基于Dempster-Shafer’s(D-S)证据理论的检测信息融合与决策算法[Peng Q,Zeng K,Wang J,et al.A distributed spectrum sensing scheme based on credibility and evidence theory in cognitive radio context[C].//Proc.of IEEE 17th Int.Symposium on Personal,Indoor and Mobile Radio Communications（PIMRC’06）,2006:1-5.]。相比于传统的合作检测算法，采用D-S融合决策算法的合作检测提高了检测信息融合的准确性，但是这种方法所依据的Dempster合并规则要求所使用的证据必须是相互独立的，而在实际应用中，这样的要求有时就显得太苛刻。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种认知无线电频谱感知合作检测方法，将模糊积分知识应用到多用户融合规则中，从而提高频谱检测性能。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种认知无线电频谱感知合作检测方法，融合中心将参与合作检测的不同认知用户的感知结果进行融合，得到最终判定结果，具体包括以下步骤：

步骤1、各认知用户预先设置各自的S型隶属函数如下：