认知ofdm系统中的一种基于信任度的多比特判决协作自适应频谱感知方法
【专利摘要】认知OFDM系统中的一种基于信任度的多比特判决协作自适应频谱感知方法，涉及信息与通信【技术领域】，为了解决对各个认知用户本地检测结果利用不够充分等问题。本发明针对实际应用场景中可能存在的恶意用户攻击以及信噪比不一致，个别用户处于深衰落场景的情况，将信任度的概念引入多比特判决模型。本发明中，各认知用户先进行本地判决，融合中心再进行加权融合并比较判决，然后根据各认知用户本地判决结果与全部认知节点判决结果的加权平均值之差计算信任度增量，进而更新各认知用户信任度并利用各认知用户信任度求各自权值以备下次检测。本发明适用于信息与通信场合。
【专利说明】认知OFDM系统中的一种基于信任度的多比特判决协作自适应频谱感知方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信息与通信【技术领域】，具体涉及一种认知无线电协作频谱感知方法。【背景技术】
[0002]认知无线电(Cognitive Radio, CR)是一种有效的可用于提高频谱资源利用率的技术。CR可通过动态频谱接入技术来解决目前无线通信中频谱资源紧张、频谱利用率低等问题。认知无线电是由Mitola最先提出的。基本思想是:认知用户通过择机方式接入授权用户频段或非授权用户频段从而提高频谱利用率。但前提是不对拥有频谱的授权用户或非授权用户产生有害干扰。
[0003]目前常用的频谱感知法有以下4种:能量检测法、循环平稳特征检测法、匹配滤波法和协作检测法。由于各种单用户检测法难以克服衰落、多径、隐形终端等问题，协作频谱感知法被提出，并得到众多研究人员的高度关注。
[0004]协作频谱感知根据认知无线电网络中是否存在独立的融合中心，可以分为集中式频谱感知和分布式频谱感知。在集中式频谱感知中，需要一个独立的融合中心，每个认知用户将本地判决结果或信号的模拟量通过专用的控制信道传送至融合中心，融合中心通过数据融合做出最终的判决。目前大部分的研究都集中在此类型的协作感知上。在分布式频谱感知中，不设立独立的融合中心，各认知用户与其他用户交换共享彼此的本地判决结果或信号模拟量，最后根据各认知用户的融合信息得到最终判决结果。
[0005]正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing, OFDM)调制技术具有众多优越的性能，例如其频谱利用率高，可抵抗多径效应带来的干扰。而且OFDM技术可以支持非常灵活的选频方案，能够与认知无线电网络相结合，实现认知无线电中自适应频谱资源的分配。在OFDM系统中，将信道划分成多个子信道，这也为认知无线电频谱检测提供了很好的实现基础。由于OFDM技术在频谱成型方面具有很好的灵活性，OFDM成为了认知无线电系统首选的调制技术。OFDM技术需要使用快速傅立叶变换(Fast FourierTransformation, FFT)模块，因此可以通过使用接收机的FFT模块来降低系统实现的复杂度，同时又简化了硬件的设计。因此研究基于认知OFDM系统的频谱检测算法具有极高的实际意义。
【发明内容】
[0006]本发明是为了解决现有频谱感知方法存在的以下问题:
[0007]I)、对各个认知用户本地检测结果利用不够充分；
[0008]2)、抵抗恶意认知用户攻击能力低；
[0009]3)、没有充分考虑由于各认知用户所处地理位置和工作环境不同，信噪比不相同所造成的各认知用户的判决结果对全局判决的影响度不相同，即不同认知用户的检测结果存在可靠性差异的事实；[0010]4)、不能自适应环境的变化实时调整目标函数。
[0011]从而提供一种认知OFDM系统中的一种基于信任度的多比特判决协作自适应频谱感知方法。
[0012]认知OFDM系统中的一种基于信任度的多比特判决协作自适应频谱感知方法，其特征是:它由以下步骤实现:
[0013]步骤一、设定各认知用户信任度的初值，即= O ;设定各认知用户信任度的初值，即:= I ;
[0014]步骤二、各认知用户独立检测，并分别利用公式:
[0015]
【权利要求】
1.认知OFDM系统中的一种基于信任度的多比特判决协作自适应频谱感知方法，其特征是:它由以下步骤实现: 步骤一、设定各认知用户信任度的初值，即= O ;设定各认知用户信任度的初值，即:ω i = I ; 步骤二、各认知用户独立检测，并分别利用公式:
2.根据权利要求1所述的认知OFDM系统中的一种基于信任度的多比特判决协作自适应频谱感知方法，其特征在于步骤二中判决主用户是否存在的具体方法是: 设各认知用户的判决门限分别为Λ，2Λ，3Λ，...，ΜΛ，其中:M = 2b-l，b表示每个认知用户每次传输信息比特数； 因此各个认知用户的量化区间为[0，Λ )，[ Λ，2 Λ )，…，[Μ Λ，Oo ); 如果认知用户检测到信号的能量值介于上述任一区间，则上传相应判决结果Ui至融合中心，i = 0,1,2,……,M ； 融合中心判断加权后的目标函数ΣNi=1ωi*ui与入的大小关系，若大于，则主用户存在，若
小于，则主用户不存在。
【文档编号】H04B17/00GK103929259SQ201410177841
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】贾敏, 王欣玉, 郭庆, 顾学迈, 王雪, 李德志, 刘晓锋, 王振永 申请人:哈尔滨工业大学