[发明专利]异构无线传感网中基于定位信息的压缩频谱感知方法

权利要求书

1.一种在异构无线传感网中基于定位信息的压缩频谱感知方法，其特征包括以下步骤：

步骤1：针对异构无线传感网的特点建立频谱感知的系统模型，根据路径损耗模型建立信号的发射端和接收端的关系；

步骤2：对无线传感节点采用分簇方法，分簇处理本地信息，降低中心控制节点的计算量；每个簇的簇头把融合后的压缩数据发送到中心控制节点；

步骤3：在中心控制节点，对单个无线传感节点的压缩数据进行联合地恢复，从而得到当前授权用户的多维频谱信息。

2.根据权利要求1所述的一种在异构无线传感网中基于定位信息的压缩频谱感知方法，其特征在于步骤1中，建立异构无线传感网频谱感知系统模型的方法为：

假设异构无线传感网中有N_r个无线传感节点被随机部署到一个R×C大小的区域内开展工作，每个无线传感节点位置已知，位于点(a_i,b_i)，i∈{1,2,...,N_r}；在该区域内随机分布着N_p个授权用户，位置不确定；

为了使模型离散化，假定每个授权用户位于点(x_r,y_c)，

x_r∈{0,Δx,...,(R-1)Δx}，y_c∈{0,Δy,...,(C-1)Δy}，Δx，Δy分别是x轴和y轴的单位长度；该区域内的宽带频谱被分割成N_ch个相邻且互不重叠的窄带信道，假定它们的中心频率为每个授权用户可能利用这些信道中的任意一个进行通信；

这些无线传感节点对全部信道的使用情况进行检测，并将检测信息发送到异构无线传感网的中心控制节点，由中心控制节点最终做出判断，如果检测到空闲频段，就可以实现动态频谱接入。

3.根据权利要求2所述的一种在异构无线传感网中基于定位信息的压缩频谱感知方法，其特征在于步骤2中，基于分簇的本地信息处理方法为：

在系统模型的基础上，按地理位置先对传感节点进行分簇并在每个簇中选择一个簇头；

针对异构无线传感网当前电磁环境可使用频带较宽，即需要进行宽带频谱感知的问题，每个簇内的传感节点首先利用压缩感知理论对分别对当前电磁环境中的信号进行数据的压缩，然后将各自的压缩数据乘以一个加权系数发送给簇头，簇头再把接收到的加权后的压缩数据发送到中心控制节点。

4.根据权利要求3所述的一种在异构无线传感网中基于定位信息的压缩频谱感知方法，其特征在于步骤3中，异构无线传感网用户多维信息获取方法为：

每个簇头将簇内节点的加权数据合并后发送至中心控制节点，当每个簇内的各个节点的加权系数满足均值为0，方差为1的高斯分布时，中心控制节点处获取的多个簇头的联合数据可以表示为矩阵乘积的形式，该形式与压缩感知理论中的信号压缩采样形式相似，因此，利用压缩感知理论中基于的信号重建方法可以对当前电磁环境中的多维频谱信号进行重构，从而获取授权用户的位置、发送功率、频谱使用情况信息。