[发明专利]一种大小尺度衰落信道下宽带协作频谱感知方法

摘要

一种大小尺度衰落信道下宽带协作频谱感知方法，所述方法包括以下步骤构建大小尺度衰落信道下宽带协作频谱感知系统模型；将频谱分成L个窄带频谱，并将次用户分成L个簇；在小尺度衰落信道下，利用多个簇分别感知不同的窄带频谱；在各个簇的簇头处采用“或准则”对各认知用户的信息进行融合和判决，完成簇内的频谱感知；各簇头将簇内的感知信息通过大尺度衰落信道发送到融合中心，融合中心对各窄带频谱的感知信息进行汇总，实现对宽带频谱的感知。本发明可以对宽带频谱进行感知；在大小尺度衰落信道环境下，具有良好的感知性能。

主权项

一种大小尺度衰落信道下宽带协作频谱感知方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1构建一种大小尺度衰落信道下宽带协作频谱感知系统模型；S2按照宽带频谱分成L个窄带频谱，并将次用户分成L个簇；S3在小尺度衰落信道下，各个次用户利用能量检测的方法对窄带频谱进行感知；S4根据簇头到融合中心的路径损耗指数、方差及传播距离，选择出最优的簇头，具体措施为：定义PU为主用户，共有L(L＝1,2,…,l)个子带；SU为认知用户，为第l个簇中的第i个认知用户；为第l个簇中的簇头；FC为融合中心；Link1为之间的链路；Link2为之间的链路；Link3为之间的链路；在协作频谱感知中，簇头负责簇内节点的信息融合，以及向融合中心发送簇判决结果，第l个簇在融合中心的检测概率为：其中，为认知用户的检测概率，为衰落信道下的平均检测概率，Link2的误码率为N为第l个簇中的个数，为噪声功率，是对数距离d的线性函数，现在求使得最大或最优的簇头即根据阴影衰落环境下的路径损耗，可以得到其中，d0为远场参考距离，di为发射机到接收机之间的距离，其中di＞d0；K＝(λ4πd0)2，λ为发射信号波长，n为路径损耗指数，Ψ是均值为0，方差为且服从高斯分布的随机变量；当Link1、Link2和Link3信道为理想信道，协作检测概率和虚警概率分别为为认知用户的虚警概率；当Link1、Link2为理想信道，Link3为自由空间传播信道时，最优的簇头为当Link1为小尺度衰落信道，Link2为理想信道，Link3为阴影衰落信道时，最优的簇头为：S5簇头利用“或”准则，对簇内的次用户的感知结果进行信息融合判决，实现簇内的协作频谱感知；S6通过簇间的协作，融合中心将所有的簇头信息进行合并，实现对宽带频谱的感知。