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专利号: 2014103269664
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-11-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于节点识别的协作频谱检测方法,在包括至少一个主用户、N个认知用户和至少一个融合中心的认知无线网络中,所述主用户产生授权频谱的主用户信号s(t),所述N个认知用户形成N个感知节点,其特征在于第i个感知节点频谱检测时所接收的信号xi(t)分为网络中授权频谱忙碌的信号H1和频谱空闲的信号H0,该节点的信道增益是hi(t)、信道的加性高斯白噪声是ni(t),其中i=1……N,则该节点频谱检测可建模为一个二元假设检验问题第i个感知节点对接收到的信号xi(t)进行假设检验,得到本地检测结果“1”或“0”,“1”表示假设H1成立,“0”表示假设H0成立;

所有感知节点将本地检测结果发送至融合中心,由融合中心对是否存在主用户进行假设检验的基本步骤包括:

1)感知节点识别分类,融合中心根据感知节点的频谱检测准确率及信噪比,将所有感知节点分类为可信节点和包括故障和恶意节点的不可信节点,并形成包括所有可信节点的可信节点集合Θ和包括所有不可信节点不可信节点集合Ω;

2)感知节点分类处理,在融合中心,可信节点参与融合中心的数据融合,得到全局判决结果;不可信节点不参加融合中心的本次数据融合,等待下一次的识别分类;故障或恶意节点进入融合中心“黑名单”,融合中心将其踢出协作“名单”,拒绝与之合作;

3)更新感知节点的信任度,第i个感知节点的信任度ri为

其中,ρ是一个表征感知节点历史关联强度的因子,0<ρ<1,ri,m-1是第m-1次协作频谱感知时节点i的信任度,di,m-1是上次即第m-1次协作频谱感知时节点i的本地检测结果,dFC是上次协作频谱感知时融合中心的全局判决结果,当融合中心的全局判决结果与节点i的本地检测结果相同时,感知节点i的信任度加“1”;当融合中心的全局判决结果与节点i的本地检测结果不相同时,感知节点i的信任度减“1”,直至为“0”;

4)频谱检测,融合中心对可信节点的本地检测结果进行加权融合作出全局判决,判定主用户是否在使用授权频谱资源。

2.根据权利要求1所述的基于节点识别的协作频谱检测方法,其特征在于所述频谱检测准确率由频谱检测的检测概率函数Pdi(m)及虚警概率函数Pfi(m)表征;所述检测概率函数Pdi(m)定义为:在m次频谱检测中,融合中心判断主用户信号s(t)存在dFC=H1,感知节点i也判断主用户信号存在di=H1的概率,即Pdi(m)=P{di=H1|dFC=H1}为感知节点i在第m次频谱检测的检测概率函数;所述虚警概率函数Pfi(m)定义为:在m次频谱检测中,融合中心判断主用户信号不存在dFC=H0,但感知节点i判断主用户信号存在di=H1的概率,即Pfi(m)=P{di=H1|dFC=H0}为感知节点i在第m次频谱检测的虚警概率函数。

3.根据权利要求1所述的基于节点识别的协作频谱检测方法,其特征在于所述融合中心对感知节点的分类识别规则为:对于给定的频谱检测性能门限Td和Tf,若感知节点i的检测概率函数Pdi(m)及虚警概率函数Pfi(m)满足条件{Pdi(m)≥Td,Pfi(m)≤Tf},则该节点为可信节点;若感知节点i的检测概率函数Pdi(m)及虚警概率函数Pfi(m)不满足条件{Pdi(m)≥Td,Pfi(m)≤Tf},且节点i的信噪比snri大于节点平均信噪比snrT,则该节点为故障或恶意节点;若感知节点i的检测概率函数Pdi(m)及虚警概率函数Pfi(m)不满足条件{Pdi(m)≥Td,Pfi(m)≤Tf},同时节点i的信噪比snri不大于节点平均信噪比snrT,则节点为不可信节点;

所述节点平均信噪比snrT定义为

其中,card(Θ+Ω)表示集合Θ和集合Ω中元素的个数,snri为集合Θ和集合Ω中感知节点i当前的信噪比。

4.根据权利要求1所述的基于节点识别的协作频谱检测方法,其特征在于所述可信节点的加权融合是用与该节点信任度ri相关的加权系数wi表征,其表达式:

5.根据权利要求4所述的基于节点识别的协作频谱检测方法,其特征在于所述频谱检测步骤中,融合中心加权融合可信节点的本地检测结果,得到全局检测统计量其中:di为本地频谱检测结果。

6.根据权利要求5所述的基于节点识别的协作频谱检测方法,其特征在于所述融合中心根据判决门限λ作出全局判决,得到协作频谱检测结果dFC如果dFC=1,假设H1成立,网络中检测段的频谱忙碌,认知用户不可以使用授权频段进行业务通信;如果dFC=0,假设H0成立,网络中检测段的频谱空闲,认知用户可以使用该检测段的频谱进行业务通信。