[发明专利]基于多信道同步协作频谱感知的宽带认知网络通信方法

权利要求书

1.基于多信道同步协作频谱感知的宽带认知网络通信方法，其特征在于：将认知网络的帧结构设定为由感知时隙、协作时隙和传输时隙组成，其中，

所述感知时隙包括复数个感知子时隙和每个感知子时隙对应的子信道序号；

所述协作时隙包括复数个协作子时隙和每个协作子时隙对应的协作节点序号序号；

每个子信道信号在感知子时隙内同步检测多个子信道上的主用户，在协作子时隙内交互各自的感知信息；

通过融合所有协作节点序号的感知信息并进行能量检测，最终判断主用户是否存在于频谱中；

在传输时隙，认知网络在检测到主用户不存在的所有子信道上传输信息。

2.如权利要求1所述的基于多信道同步协作频谱感知的宽带认知网络通信方法，其特征在于：在一个N节点组成的认知网络中，所述通过融合所有协作节点序号的感知信息并进行能量检测，判断主用户是否存在于频谱中的具体步骤包括：

步骤一、将主用户的整个宽频带划分为L个子信道，测量主用户信号的最高频率f_s，感知主用户所需的最小采样点数M，每个子信道l上的噪声方差以及每个子信道l上的每个节点n对主用户的接收信噪比γ_n,l，其中，l＝1,2,…,L，n＝1,2…,N，设定检测门限λ_l为噪声的最大功率；

步骤二、将认知网络帧结构中每个子信道信号的感知时隙分成τ个长度为δ的感知子时隙，将认知网络帧结构的协作时隙分成k个长度为δ的协作子时隙；

确定每个感知子时隙和协作子时隙的长度：

建立关于感知子时隙数τ，协作子时隙数k和L个子信道各自所需的感知子时隙数集合{q₁,q₂,...,q_L}的联合优化问题，利用联合优化算法求解最优的τ，k和{q₁,q₂,...,q_L}；

步骤三、计算每个节点在所有子信道上的平均信噪比：

选择最大的前k个节点参与协作频谱感知，此处，n＝1,2,…,k；

步骤四、将集合{q₁,q₂,...,q_L}的各元素按照由小到大顺序对子信道排序，计算每个元素q₁的值：q ₁＝g _lk+u_l，其中，g_l和u _l是整数，0≤u _l＜k，l＝1,2,…,L，按照顺序为每个子信道依次分配感知子时隙；

步骤五、每个协作节点序号在分配好的感知子时隙内感知相应子信道上的主用户，采用能量检测法计算每个子信道上接收信号的能量统计值；

步骤六、每个协作节点序号在协作时隙对应分配的协作子时隙内，通过事先选定的一个子信道向其它协作节点序号发送感知信息帧，所述感知信息帧包括每个感知子时隙的能量统计值和相应的感知子信道序号；

步骤七、每个协作节点序号根据所有的感知信息帧，对每个子信道在所有感知子时隙的能量统计值再次进行统计平均获得全局能量统计值，并采用能量检测法通过将全局能量统计值与检测门限λ_l作比较，对每个子信道上是否存在主用户进行最终判决。

3.如权利要求2所述的基于多信道同步协作频谱感知的宽带认知网络通信方法，其特征在于，所述步骤四中，为每个子信道依次分配感知子时隙具体方法为：

对于每个子信道l，首先为每个协作节点序号分配g_l个感知子时隙感知子信道l，然后选择子信道l上γ_n,l最大的前u_l个协作节点序号，为每个节点额外再分配一个感知子时隙感知子信道l；

如果分配过程中，某个节点已经分配完所有τ个感知子时隙，则该节点不再进行下个子信道感知子时隙的分配。