一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法
专利汇可以提供一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于改进融合 算法 的三 阈值 协作 频谱 感知 方法，包括以下步骤：S01，计算多个次用户对应的检测统计量；S02，将每个次用户各自的检测统计量与三阈值进行比较和本地判决，每个次用户根据判决规则将各自判决结果数据上传至融合中心；S03，融合中心接收到来自次用户的判决结果后，使用估计方法对次用户的感知的检测统计量进行数据恢复估计；S04，融合中心将合并后的检测统计量的估计值与预设的全局判决阈值进行比较后作出最终判决；S05，进行次用户的感知带宽分析。本发明提供的一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法，能够减小感知环境中噪声不确定性和低 信噪比 对感知性能的影响，同时在大大降低感知开销的同时保持着较高的检测性能。，下面是一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法专利的具体信息内容。
1.一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01，计算多个次用户对应的检测统计量；
S02，将每个次用户各自的检测统计量与三阈值进行比较和本地判决，每个次用户根据判决规则将各自判决结果数据上传至融合中心；
S03，融合中心接收到来自次用户的判决结果后，使用估计方法对次用户的感知的检测统计量进行数据恢复估计；
S04，融合中心将合并后的检测统计量的估计值与预设的全局判决阈值进行比较后作出最终判决；
S05，进行次用户的感知带宽分析。
2.根据权利要求1所述的一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法，其特征在于：S01中，假设N个次用户进行协作频谱感知一段频谱是否存在主用户，给定的时间内，每个次用户收集数量为L的样本，第n个样本值可以表示为yi(n)，这样对应的检测统计量Yi表示如下：
式中，i＝1，2，..，N，样本值yi(n)在两种假设下存在着不同的表达形式，
H0：yi(n)＝ωi(n)
H1：yi(n)＝ωi(n)+hi(n)*s(n) (2)
其中，H0和H1分别表示主用户不使用频谱和主用户正在使用频谱的假设，hi(n)表示瑞利分布式信道衰落系数，s(n)表示主用户信号。ωi(n)表示方差为 的加性高斯白噪声。
3.根据权利要求2所述的一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法，其特征在于：S02中，根据奈曼-皮尔逊定理，求出单阈值λ：
-1
其中， 表示高斯噪声方差，Q (·)为完全分布函数Q(·)的逆函数，
其中，x为反常积分的下限，t为被积函数 的积
分变量，Pf表示期望中的虚警概率，L表示能量检测中的采样样本数；
那么另外两个阈值的设定为：
λ1＝(1-α)λ
λ2＝(1+α)λ (4)
其中，α表示噪声不确定性因子；
具体的判决规则如下：
其中，Li表示根据阈值比较做出的本地判决结果，0、10、11、1分别为次用户本地判决的不同结果。
4.根据权利要求3所述的一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法，其特征在于：S03中，对(λ1，λ)和(λ，λ2)区域之间的检测统计量Yi采用均匀估计法，假设这两个区间的数据分布是均匀的，因此在(λ1，λ)区域，估计还原数值为： 在(λ，λ2)区域，估计还原数值为：
根据检测统计量Yi远离λ的区域即(-∞，λ1)和(λ2，+∞)区域服从截断正态分布，假设一组数据服从这样的正态分布：N(μ，σ2)，μ，σ2分别表示均值和方差，那么其对应的截断正态分布可以表示为：TN(μ，σ2；a，b)，a和b表示该截断正态分布的限制范围，它们的概率密度函数可以表示为：
其中Φ(·)表示标准正态分布的累积分布函数，若a≤y≤b，那么指数函数I[a，b](y)＝
1，否则的话，I[a，b](y)＝0，下面开始求数学期望值E(Y)：
设
那么，
因此，
公式(7)积分中的最后一项是服从N(μ，σ2)的正态分布，假设 那么，
因此：
得出，
因此，在(-∞，λ1)区域，a＝-∞，b＝λ1，那么该区域的期望值为：
在(λ2，+∞)区域，a＝λ2，b＝+∞，那么该区域的期望值为：
其中μ1、σ1和μ2、σ2分别是次用户接收信号的检测统计量在H0和H1条件下的期望和方差，H1表示主用户正在使用频谱的情况，H0表示主用户不使用频谱的情况，
φ(x)是标准正态分布；Φ(x)是φ(x)的累积函数，
用这两个区域的期望值分别作为该区域的估计还原数值，求出所有区域的估计还原数值Y′i，表示如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法，其特征在于：S04中，假设每个次用户距离主用户的距离为di，基于距离di，引入加权因子ωi，∑ωi＝1，加权因子定义为： 基于此加权因子，求出最终的估计检测统计量：
全局判决阈值由下式得到：
将求出的最终的估计检测统计量Yf与求出的全局判决阈值λf进行比较，判断主用户是否存在：若Yf≥λf，那么可以判断主用户存在，次用户应该立即结束对该频段的使用；若Yf＜λf，那么可以判断主用户不存在，次用户就可以获取该段频段的使用权。
6.根据权利要求5所述的一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法，其特征在于：S04中，假设第i个次用户发送数据的传输带宽为2bit的概率P2为：
P2＝P(H0)P(λ1＜Yi＜λ2|H0)+P(H1)P(λ1＜Yi＜λ2|H1) (14)
其中，P(H0)表示主用户不使用频谱的概率，P(H1)主用户正在使用频谱的概率，其中，γ表示接收信号的信噪比 ，Q (·)为完全分布函数 ，
得出第i个次用户发送数据的传输带宽为1bit的概率为：
P1＝1-P2 (17)
因此，通过所提算法实现感知所需的平均带宽为：
一种基于改进融合算法的三阈值协作频谱感知方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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