[发明专利]一种对抗恶意干扰的协作频谱感知方法

说明书

本发明公开了一种对抗恶意干扰的协作频谱感知方法，其处理过程为：首先，所有感知节点各自中的信号采样模块对来自同一监测信道的接收信号进行采样，得到每个感知节点对应的采样信号；然后，每个感知节点根据自身对应的采样信号，估计得到自身的信干噪比的估计值；接着，每个感知节点将自身的信干噪比的估计值上传至数据融合中心，数据融合中心计算检验统计量；最后，数据融合中心通过比较检验统计量与判决门限的大小来实现频谱感知，判定在监测信道内是否有授权用户信号；优点是其能够有效解决由于阴影和深衰落引起的隐藏终端问题，而且能够有效解决环境中存在的恶意干扰对频谱感知性能的影响。

技术领域

本发明涉及一种认知无线电系统中的频谱感知技术，尤其是涉及一种对抗恶意干扰的协作频谱感知方法。

背景技术

无线电频谱资源的有限性与人们对无线电频谱资源需求的大幅提升，构成了当今无线通信发展的一大矛盾。大量的研究表明，现有的固定频谱分配策略使频谱资源无法得到充分地利用，充分提高频谱资源的利用率将有效缓解上述矛盾。认知无线电技术为提高频谱资源的利用率提供了一种可行的方案。认知无线电技术指无线设备能够与所处通信环境进行交互并根据交互结果改变自身传输参数，从而实现以动态、自适应的方式灵活地利用潜在的空闲频谱。为了避免对授权用户产生干扰，认知无线电技术需要能够实现稳健地频谱感知，即采用认知无线电技术的感知节点能够可靠地检测出监测信道中是否存在授权用户信号。因此，频谱感知是认知无线电技术中的关键功能之一。

协作频谱感知方法能够有效克服由于阴影和深衰落引起的隐藏终端问题。现有的协作频谱感知方法主要通过融合多个感知节点接收到的信号能量来实现频谱感知，然而，这种基于信号能量的协作频谱感知方法较少考虑恶意干扰的问题，当存在恶意干扰，特别是恶意干扰源数量随机变化时，这种基于信号能量的协作频谱感知方法的频谱感知性能会急剧下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种对抗恶意干扰的协作频谱感知方法，其能够有效解决由于阴影和深衰落引起的隐藏终端问题，而且能够有效解决环境中存在的恶意干扰对频谱感知性能的影响。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种对抗恶意干扰的协作频谱感知方法，其特征在于它的处理过程为：首先，所有感知节点各自中的信号采样模块对来自同一监测信道的接收信号进行采样，得到每个感知节点对应的采样信号；然后，每个感知节点根据自身对应的采样信号，估计得到自身的信干噪比的估计值；接着，每个感知节点将自身的信干噪比的估计值上传至数据融合中心，数据融合中心计算检验统计量；最后，数据融合中心通过比较检验统计量与判决门限的大小来实现频谱感知，判定在监测信道内是否有授权用户信号。

该协作频谱感知方法具体包括以下步骤：

步骤一：在认知无线电系统中分布式地放置有K个感知节点，所有感知节点各自中的信号采样模块对来自同一监测信道的接收信号进行采样，得到每个感知节点对应的采样信号，其中，K表示参与协作的感知节点的总个数，K≥2；

步骤二：每个感知节点根据自身对应的采样信号，估计得到自身的信干噪比的估计值，将第k个感知节点的信干噪比的估计值记为ρ_k，其中，1≤k≤K；

步骤三：每个感知节点将自身的信干噪比的估计值上传至数据融合中心；然后数据融合中心根据所有感知节点的信干噪比的估计值，计算检验统计量，记为T，

步骤四：将判决门限记为λ；然后数据融合中心通过比较T与λ的大小来实现频谱感知，如果Tλ，则判定在监测信道内有授权用户信号；如果T≤λ，则判定在监测信道内无授权用户信号，即判定监测信道处于空闲状态。