基于信噪比与信任度的联合频谱感知方法
【专利摘要】本发明公开了一种认知无线电领域中基于信噪比与信任度的联合频谱感知方法，包括如下步骤：认知用户进行本地频谱感知和对授权用户信号进行信噪比估计，并将本地感知结果和SNR估计值发送给融合中心；融合中心将归一化SNR估计值作为认知用户信任度，通过信噪比比较确定认知用户参与度，基于归一化SNR估计值和参与度计算融合判决门限；融合中心对参与度为1的认知用户信任度与本地判决结果加权后进行融合判决。本发明的方法通过将认知用户的归一化SNR估计值作为信任度，更直观的反映了本地感知结果的可靠性差异，利用信噪比比较剔除信噪比极差的用户，从而提高了联合频谱感知的性能。
【专利说明】基于信噪比与信任度的联合频谱感知方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于认知无线电【技术领域】，更为具体地讲，涉及一种基于信噪比与信任度 的联合频谱感知方法。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信业务的迅速增长，无线频谱资源的匮乏日趋严重。现有研究表明，目 前的频谱资源利用率普遍不高，存在大量的频谱空洞。认知无线电技术通过与外界环境智 能交互，采用频率切换与功率控制等方法动态地调整用户的传输频谱，从而有效地利用了 频谱空洞，被认为是解决频谱稀缺问题的重要技术手段。
[0003] 频谱感知是实现无线电认知的前提，认知无线电系统需通过连续的频谱感知发现 频谱空洞，在不干扰授权用户的前提下调节其无线传输参数来利用感知到的频谱空洞。目 前频谱感知主要分为两类：（1)单用户频谱感知，包括能量感知、匹配滤波感知和循环平稳 特性感知等；(2)多用户联合频谱感知，即多个用户同时进行感知并通过协作来得到最终 感知结果。单用户频谱感知容易受阴影效应和信道的多径衰落的影响，多用户联合频谱感 知以其抗多径衰落和抗阴影效应等优点受到了广泛的关注。
[0004] 传统的多用户协作频谱感知算法通常假定各认知用户的本地感知结果具有相同 的可靠性。但实际上，由于信道衰落、干扰用户以及认知用户移动等因素的影响，各认知用 户发送给融合中心的本地感知结果的可靠性不同。通过引入信任度来区分各认知用户本地 感知结果的可靠性差异，能够提高联合频谱感知性能。现有的频谱感知方法将认知用户的 初始信任度值设为固定理想值1，实时性较差。此外，在认知无线电系统中，认知用户的信噪 比差异也将会影响频谱感知的性能，在一定范围内的认知用户检测率会随信噪比的不同而 变化。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有联合频谱感知方法的不足，提供一种基于信噪比与信任度的协作 频谱感知方法。本发明以认知用户的归一化信噪比作为信任度，并结合认知用户的参与度 与本地判决结果加权后进行融合判决，能够有效提高频谱感知的可靠性。
[0006] 本发明方法的步骤是：
[0007] 步骤一、各认知用户独立地进行频谱感知获得本地感知结果Cli,并对所接收到的 授权用户信号的信噪比进行估计，获得SNR估计值，其中下标i为第i个认知用户；
[0008] 步骤二、各认知用户将所述本地感知结果Cli和SNR估计值发送给融合中心；
[0009] 步骤三、融合中心选取所接收到的SNR估计值的最大值Smax作为参考值，设定阈值 K=2d -Q，并将S_与所有认知用户的SNR估计值分别相减得到差值：
[0010] 若差值不大于阈值Ts，则该认知用户的参与度Ji为1，参与融合判决，否则其参与 度Ji为〇,不参与融合判决，其中S为融合中心所接收到的各认知用户SNR估计值的均值；
[0011] 步骤四、融合中心将接收的SNR估计值归一化到[0. 5, 1]区间，作为各认知用户的 初始任度Si ;
[0012] 步骤五、融合中心计算融合判决门卩I
【权利要求】
1. 一种基于信噪比与信任度的联合频谱感知方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 步骤一、各认知用户独立地进行频谱感知获得本地感知结果di，并对所接收到的授权 用户信号的信噪比进行估计，获得SNR估计值，其中下标i为第i个认知用户； 步骤二、各认知用户将所述本地感知结果Cli和SNR估计值发送给融合中心； 步骤三、融合中心设定阈值Ts，选取所接收到的各认知用户SNR估计值的最大值Smax作 为参考值，并将Smax与所有认知用户的SNR估计值分别相减得到差值：若差值不大于阈值 Ts，则该认知用户的参与度Ji为1，参与融合判决，否则其参与度Ji为0,不参与融合判决； 步骤四、融合中心将接收的SNR估计值归一化到[0. 5, 1]区间，作为各认知用户的初始 任度Si ; 步骤五、融合中心计算融合判决门限
-1]，其中N为认知用户数； 步骤六、融合中心将参与度Ji为1的认知用户的信任度与本地判决结果加权后进行融 合判决：若
'则总判决结果D为1，有授权用户存在，否则总判决结果D为0,无 授权用户存在。
2. 如权利要求1所述的基于信噪比与信任度的联合频谱感知方法，其特征在于所述步 骤三的阈值?=2^ -S),其中$为融合中心所接收到的各认知用户SNR估计值的均值。
【文档编号】H04B17/345GK104333425SQ201410614318
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】文鸿, 周瑞 申请人:湖南工业大学