1.基于分布式H无穷滤波器的协作频谱感知方法,其特征在于,具体步骤如下:(1)在认知无线网络中,NR个感知用户分别进行本地频谱检测:认知无线网络中,第j个感知用户通过其接收天线可以得到基带等效离散时间接收信号,可以表示为yj[k]=x[k]+wj[k],k=1,2,...,K,j=1,2,...,NR式中x[k]表示认知无线网络中授权用户发送信号的采样值,wj[k]为感知用户接收端对应的噪声采样值,其满足均值为0方差为 的高斯分布。
设K为接收信号采样点数,计算第j个感知用户接收信号的对应能量值
(2)假设第j个感知用户在时刻i的接收信号能量可以表示为Yj[i]=G0-λ10logdj[i]+Sj[i]+zj[i]式中,G0为距离感知用户1米处的授权用户对应的参考发射功率值,λ为无线衰落系数,dj[i]为时刻i第j个感知用户与授权用户之间的距离,zj[i]表示环境噪声,其满足均值为0方差为 的高斯分布,Sj[i]表示相应的无线信道阴影衰落,其相邻时刻的状态变化可以表示为:Sj[i]=Sj[i-1]+vj[i]
式中,vj[i]为状态变化驱动噪声,满足均值为0方差为 的高斯分布。
(3)利用如下H无穷滤波准则,对Sj[i]进行迭代估计
式中,sup{·}表示求最小上界,I为采样点数量, 为Sj[i]的估计值,参数矩阵E可以等于Π,Π表示I×I维单位矩阵,参数矩阵 参数矩阵 此外,θ为事先设定的噪声门限值;求解上述H无穷滤波可以得到:
式中M[i]=P[i](V+P[i])-1,P[i]=[[(P-1[i-1]+V-1)-1+W]-1-θ-1]-1,P[0]为I×I维单位矩阵;
(4)对于认知无线网络中的NR个感知用户,完成上述步骤后,对接收信号能量值进行如下归一化处理:
根据感知用户事先设定好的虚警概率Pa,通过多次试验得到频谱检测阈值Tj的经验值;
将接收信号能量值 与检测阈值Tj进行比较,如果 大于Tj,则表明授权用户存在;如果 小于Tj,则说明此时认知无线网络中不存在授权用户;按照步骤(1)-(4)所述过程,NR个感知用户可以分别得到各自的频谱检测结果 在 中,分别用1和0表示授权用户是否存在;
(5)在感知基站中心,根据已有的NR感知用户本地频谱感知结果{Dj|j=1,…,NR},如果{Dj|j=1,…,NR}都等于0,则表示没有授权用户;反之,如果{Dj|j=1,…,NR}中有1存在,则表示有授权用户存在。