[发明专利]基于分布式H无穷滤波理论的协作频谱感知方法

权利要求书

1.基于分布式H无穷滤波理论的协作频谱感知方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)在认知无线网络中，N_R个感知用户分别进行本地频谱检测：

认知无线网络中，第j个感知用户通过其接收天线可以得到基带等效离散时间接收信号，可以表示为

y_j[k]＝x[k]+w_j[k]，k＝1,2,...,K,j＝1,2,...,N_R

式中x[k]表示认知无线网络中授权用户发送信号的采样值，w_j[k]为感知用户接收端对应的噪声采样值，其满足均值为0方差为的高斯分布；

设K为接收信号采样点数，计算第j个感知用户接收信号的对应能量值

(2)假设第j个感知用户在时刻i的接收信号能量可以表示为

Y_j[i]＝G₀-λ10logd_j[i]+S_j[i]+z_j[i]

式中，G₀为距离感知用户1米处的授权用户对应的参考发射功率值，λ为无线衰落系数，d_j[i]为时刻i第j个感知用户与授权用户之间的距离，z_j[i]表示环境噪声，其满足均值为0方差为的高斯分布，S_j[i]表示相应的无线信道阴影衰落，其相邻时刻的状态变化可以表示为：

S_j[i]＝S_j[i-1]+v_j[i]

式中，v_j[i]为状态变化驱动噪声，满足均值为0方差为的高斯分布；

(3)利用如下H无穷滤波准则，对S_j[i]进行迭代估计

式中，sup{·}表示求最小上界，I为采样点数量，为S_j[i]的估计值，参数矩阵E可以等于Π，Π表示I×I维单位矩阵，参数矩阵参数矩阵此外，θ为事先设定的噪声门限值；求解上述H无穷滤波可以得到：

式中M[i]＝P[i](V+P[i])^-1，P[i]＝[[(P^-1[i-1]+V^-1)^-1+W]^-1-θ^-1]^-1，P[0]为I×I维单位矩阵；

(4)对于认知无线网络中的N_R个感知用户，完成上述步骤后，对接收信号能量值进行如下归一化处理：

根据感知用户事先设定好的虚警概率P_a，通过多次试验得到频谱检测阈值T_j的经验值；将接收信号能量值与检测阈值T_j进行比较，如果大于T_j，则表明授权用户存在；如果小于T_j，则说明此时认知无线网络中不存在授权用户；按照步骤(1)-(4)所述过程，N_R个感知用户可以分别得到各自的频谱检测结果在中，分别用1和0表示授权用户是否存在；

(5)在感知基站中心，根据已有的N_R感知用户本地频谱感知结果{D_j|j＝1,…,N_R}，如果{D_j|j＝1,…,N_R}都等于0，则表示没有授权用户；反之，如果{D_j|j＝1,…,N_R}中有1存在，则表示有授权用户存在。