[发明专利]一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法

说明书

本发明公开了一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法，包括以下步骤：S01，计算多个次用户对应的检测统计量；S02，将每个次用户各自的检测统计量与三阈值进行比较和本地判决，每个次用户根据判决规则将各自判决结果数据上传至融合中心；S03，融合中心接收到来自次用户的判决结果后，使用估计方法对次用户的感知的检测统计量进行数据恢复估计；S04，融合中心将合并后的检测统计量的估计值与预设的全局判决阈值进行比较后作出最终判决；S05，进行次用户的感知带宽分析。本发明提供的一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法，能够减小感知环境中噪声不确定性和低信噪比对感知性能的影响，同时在大大降低感知开销的同时保持着较高的检测性能。

技术领域

本发明涉及一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法，属于认知无线电网络技术领域。

背景技术

最近几年，在认知无线电网络中，协作频谱感知技术被广泛的使用，这主要是因为多用户协作进行感知这一方式具有很强的鲁棒性，在提高系统的频谱检测性能的同时，又能够可靠地确保感知结果的正确性，因此受到众多青睐。在认知无线电网络中，协作感知的各次用户共同参与频谱检测，它们独立地进行频谱感知，并分别将各自的感知结果上传至融合中心，融合中心可以使用不同的融合算法对接收到的信息进行判决从而得到判决结果。根据各次用户发送的信息类型不同，我们可以将协作频谱感知分为两种：软融合判决合并和硬融合判决合并。硬融合判决合并是指各次用户根据各自的感知数据进行本地判决，判决结果将以“1”或者“0”这样的1bit数据形式上传至融合中心，融合中心接收到这些数据后再根据某种融合准则(AND准则、OR准则或者Majority准则)进行信息合并，从而得到最终的判决结果；而软融合判决合并方法与硬融合判决合并方法不相同，所有的次用户不会做出本地判决，而是将感知数据直接上传至融合中心，在融合中心数据融合从而做出判决。

与软融合判决合并相比，在性能方面，硬融合判决合并远远比不上软融合判决合并的性能，但在系统感知开销方面，硬融合判决合并优于软融合，因为硬融合只需要上传多个1bit的判决信息，而软融合却不得不上传数据量较为庞大的数据，传输带宽代价较大。

另外，在传统的双阈值能量检测方法中，由于感知环境中存在噪声不确定性以及低信噪比的情况，次用户接收信号的检测统计量有时会落入两个阈值之间的模糊区域，传统双阈值能量检测方法对这部分的感知数据不做判决，这使得这部分的感知数据信息浪费了。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种能够减小感知环境中噪声不确定性和低信噪比对感知性能的影响，同时在大大降低感知开销的同时保持着较高的检测性能的基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法，包括以下步骤：

S01，计算多个次用户对应的检测统计量；

S02，将每个次用户各自的检测统计量与三阈值进行比较和本地判决，每个次用户根据判决规则将各自判决结果数据上传至融合中心；

S03，融合中心接收到来自次用户的判决结果后，使用估计方法对次用户的感知的检测统计量进行数据恢复估计；

S04，融合中心将合并后的检测统计量的估计值与预设的全局判决阈值进行比较后作出最终判决；

S05，进行次用户的感知带宽分析。

2、根据权利要求1所述的一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法，其特征在于：S01中，假设N个次用户进行协作频谱感知一段频谱是否存在主用户，给定的时间内，每个次用户收集数量为L的样本，第n个样本值可以表示为y_i(n)，这样对应的检测统计量Y_i表示如下：