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专利号: 2017110870211
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-03-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双门限能量检测的用户选择协作频谱感知方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤101:采用最佳信噪比用户选择策略进行信息上报;

步骤102:采用双门限能量检测进行本地检测;

步骤103:采用最大比合并进行信息融合;

所述步骤101采用最佳信噪比用户选择DTBSR策略进行信息上报包括:假定给予每个协作认知用户SU一个倒数计时器,并设定其初始值为 其中ω1是常数, 表示第i个认知用户的信噪比, 表示第i个认知用户Ri到中心用户S的信道衰落系数,信噪比最大的SU最先耗尽计时器并进行报告;

假定协作SUs是相互靠近的,且任意两个协作SUs之间的信道是充分可靠的,即协作SU能够准确地知道是否有另一个SU进行了上报;且根据上述倒数计时器的定义可知SUs的倒数计时器的初始值是相互独立的关于信噪比的函数,其中有两个或以上的SUs倒数计时器同时耗尽的概率为0;若两个或以上的SUs计时器同时耗尽的概率不为0,则可通过调节ω1值使报告冲突的概率变得任意小;所述用户选择协作频谱感知策略的感知过程,包括:在t'0时中心用户S首先进行本地检测,如果S检测到授权用户P存在,则S会通过广播向其他SUs宣称P被占用,然后立即停止频谱感知;当协作SUs接收到广播信息之后,他们会保持静默状态并为下次感知做好准备;否则,如果S在t'0时间内未能检测到P的状态,则S不会广播任何信息,于是协作SUs会协助S在t'1和t'2进一步检测P的状态;该最佳信噪比用户选择策略包括:

步骤101A:中心用户S采用双门限能量检测算法进行本地检测;

步骤101B:若检测成功,即S感知到了授权用户P存在,则S进行广播宣称P被占用;

步骤101C:若检测失败,即S未能感知到授权用户P是否存在,则所有协作SUs采用双门限能量检测进行本地检测;

步骤101D:若检测集为空,则S对使用CRC编码的每个协作用户的本地检测结果进行解码;

步骤101E:若检测集不为空,则选择具有最佳信噪比的SU进行本地检测信息的上报,然后S对使用CRC编码的每个协作用户的本地检测结果进行解码;

步骤101F:若CRC检测成功,则S宣称P被占用;

步骤101G:若CRC检测失败,则S宣称P空闲;

最佳信噪比用户选择策略中需重新分配感知时隙,其中中心用户S的本地检测时间为t0',认知用户Ri的本地检测时间为t1',感知信息上报时间为t2',分别为:t1'=ηβT=ηβ(N+1)τt0'=t1'

t2'=(1‑2η)βT=(1‑2η)β(N+1)τ其中,η和β表示子信道系数因子,τ表示每个认知用户的检测时间,N表示参与协作频频感知的认知用户数量,T表示整个感知过程时长;

所述步骤102采用双门限能量检测算法进行本地检测包括:如果S在t'0时刻未检测到P的状态,就会开始协作频谱感知,即在t1'的检测集中选择具有最高信噪比的协作SU在t'2进行报告;

定义一个噪声不确定性区间 其中,ρ为噪声不确定量,和 分别表示实际噪声功率和标准高斯白噪声功率,A表示最大噪声不确定度;根据噪声不确定性模型和能量检测固定虚警概率λ,设定双门限值分别为: 进而可得到在状态H0和状态H1下能量检测值Y'落入λ1和λ2之间的概率分别是:Δ0=Pr{λ1<Y'<λ2|H0},Δ1=Pr{λ1<Y'<λ2|H1};

所述步骤103采用最大比合并算法进行信息融合包括:假设共有N个认知用户,其中有N‑K个认知用户的本地检测结果落入λ1和λ2之间,进而采用最大比合并MRC方法进行能量融合,具体实现如下:其中,A′=0表示授权用户不存在,A′=1表示授权用户存在; 是MRC的系数,其中γi表示第i个认知用户的信噪比,γj表示第j个认知用户能量检测值落入λ1和λ2之间的信噪比,λ1和λ2为门限值;认知用户i的能量检测值Yi(1≤i≤N‑K)在状态H0和H1下分别服从自由度为N‑K的中心卡方分布和非中心卡方分布,具体关系式为:上述H0表示频谱信道空闲状态,H1表示频谱信道被占用状态。