[发明专利]一种基于生长素浓度的向光性频谱感知方法

摘要

本发明公开了一种基于生长素浓度的向光性频谱感知方法。该方法通过在信号处理单元嵌入基于生长素浓度的向光性频谱感知算法模块，实现频谱感知。感知设备进行频谱感知时，首先进行初始变量设置，再根据监测频率范围、频率分辨率和采样速率，对生长素浓度进行定义和计算，并根据向光性生长原理定义目标优化函数，以目标函数最小值为收敛目标，根据监测目标信息、频谱感知数据和生长素浓度计算公式，调整生长素浓度分布，实现最佳感知。与现有方法相比，本方法根据植物向光性生长过程进行算法设计；引入生长素浓度定义对加权因子进行优化，提高了感知速度。该方法可应用于但不局限于认知无线电和无线电频谱监测等需要频谱感知的无线电领域。

主权项

基于生长素浓度的向光性频谱感知方法，其特征在于，该方法的实现过程主要包括如下步骤：步骤一：设置控制变量虚警概率检测概率监测频率范围和加权系数初始值；步骤二：定义生长素浓度及其计算公式；生长素浓度，是指依据植物向光性原理，根据感知信息，对感知过程中的加权因子系数进行调整，生长素浓度定义为在给定采样速率和感知带宽范围内，不同功率大小的感知信号所对应的检测概率，生长素浓度计算公式描述如下：设接收信号的功率范围为(0～M)，在此范围内有K个初始生长点SM＝(SM1，SM2，…，SMK)，每一个生长点的生长素浓度为PM＝(PM1，PM2，…，PMK)；设接收信号功率的步进大小为m(m＜N)，上面有q个生长点Sm＝(Sm1，Sm2，…，Smq)，其生长素浓度为Pm＝(Pm1，Pm2，…，Pmq)，计算接收信号功率范围内及步进功率内各生长点生长素浓度值为：PMi和Pmj满足：其中x0为生长素初始值，f(·)为目标函数值，(1)式和(2)式中，各生长点的生长素浓度是由各点相对于初始生长点的距离和目标函数所确定的，其与生物细胞的生长素浓度生成机理相一致，因此，k个生长点对应k个生长素浓度值，每次生长点感知发 生变化时，该浓度值都将发生变化；生长素浓度计算公式是根据初始生长点检测概率、感知功率范围内生长点检测概率和功率步进生长点检测概率等变量进行构建；步骤三：根据向光性原理定义目标优化函数；向光性原理是指植物根据接收到的光强变化来调整背光面生长素浓度，以便改变自身形状来获得最佳的光强的生长原理，根据向光性生长原理，定义目标优化函数为Qe(p)，目标优化函数是以生长素浓度定义和计算公式为基础，根据生长步进，以检测错误率最小值为收敛目标，寻找目标优化函数的最小值；步骤四：根据虚警概率检测概率以及目标优化函数，计算目标函数最小值Qemin(p0)；步骤五：以目标优化函数最小值Qemin(p0)为收敛目标，根据频谱感知数据和生长素浓度计算公式，调整频谱感知算法的加权系数。