[发明专利]基于能量判决门限调整的多用户协作频谱感知方法

说明书

技术领域

本发明涉及频谱感知领域，尤其涉及一种基于能量判决门限调整的多用户协作频谱感知方法。

背景技术

频谱感知技术作为认知无线电网络中的关键技术，对于检测主用户(又称授权用户)信号的存在情况意义重大。认知无线电的基本途径是：首先次用户(或称感知用户、认知用户)采用频谱感知对周围环境中的已授权频谱资源进行持续监测；然后在保证主用户能够优先占用该段频谱且传输性能几乎不受影响的条件下，次用户自适应地调整收发设备，并将收发设备调整至空闲频谱上进行通信。当次用户感知(或称检测)到有主用户信号出现时，次用户则要快速腾出信道供主用户使用，进而避免对主用户的正常通信进行干扰。可见，次用户所采用的频谱感知方法要求对授权用户具有高度的可靠性，即要求频谱感知方法具有高度的检测性能。

在实际环境中，由于受到多径衰落、阴影效应和噪声不确定性等诸多因素的不利影响，单个次用户的检测性能往往不能适应对授权用户信号检测率的要求。为了减少多径衰落、阴影效应和噪声不确定性等诸多因素对检测性能的不利影响，基于多个次用户的协作频谱感知方法被不断提出。

然而，现有的协作频谱感知方法仍然存在一些不足之处：现有协作频谱感知方法没有考虑次用户所接收信号能量发生变化时，预设的固定判决门限值不利于次用户做出准确能量检测的问题，但是在实际的协作频谱感知中，次用户所接收信号能量是变动的，这将导致各次用户在实际能量检测中不能获得较好的检测性能，不利于提高协作感知的整体检测性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种既能够自适应的调整、获取次用户能量检测判决的最优门限值，以提高各次用户检测性能，又可以降低协作感知计算量的基于能量判决门限调整的多用户协作频谱感知方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于能量判决门限调整的多用户协作频谱感知方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

(1)设定M个独立次用户分别将实时获取的自身信噪比发送给频谱感知融合中心；其中，第m个独立次用户标记为CR_m，主用户标记为PU，频谱感知融合中心标记为FC；

(2)M个次用户分别对主用户PU进行基于能量的自适应频谱检测，并分别获取各自对应的检测概率和虚警概率；其中，频谱检测结果包括各次用户对主用户PU频谱的检测概率和虚警概率；其中，基于能量的自适应频谱检测过程包括：

(2-1)建立次用户与主用户的通信模型；其中，次用户CR_m接收到主用户PU信号的模型如下：

xm(n)=vm(n)H0vm(n)+hms(n)H1;]]>

其中，x_m(n)表示第m个次用户CR_m检测到的信号，h_m表示次用户CR_m与主用户PU之间信道的信道衰落系数，s(n)表示主用户发送的信号，v_m(n)表示零均值的高斯白噪声；H₀表示主用户PU频谱处于空闲状态，H₁表示主用户PU频谱处于占用状态；