[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

说明书

本发明涉及一种基于分布式H无穷滤波理论的协作频谱感知方法，该方法的执行步骤为：认知无线网络中每个感知用户先分别对授权用户发出的无线信号进行采集和接收，计算接收信号的能量值，然后建立无线信道阴影衰落的状态转移方程，对无线信道阴影衰落进行分布式估计；然后，每个感知用户利用无线信道阴影衰落的估计值对接收信号的能量值进行归一化处理，再进行本地频谱感知；每个感知用户将本地频谱感知结果发送给感知基站，最后，感知基站利用感知用户发来的本地频谱感知结果进行决策融合，得到最终的认知无线网络全局频谱感知结果。由于本方法是用分布式H无穷滤波对感知用户收到的无线信道阴影衰落进行估计，以消除无线信道阴影衰落对频谱感知结果的影响，因此本方法能够对认知无线网络中的授权用户设备进行更好的频谱检测。

技术领域

本发明涉及一种应用于认知无线网络中的分布式协作频谱感知方法，该方法根据H无穷滤波理论，利用分布式信号处理方法，实现对授权用户的协作频谱检测。

背景技术

随着无线通信技术的不断发展，如何提高对无线电资源特别是对频谱资源的利用效率，成为当前通信领域的研究热点和主要技术发展方向。在认知无线网络中，感知用户可以相互之间以协作地方式对认知无线网络中的授权用户进行分布式频谱感知，以快速、全面、准确地对某一特定的频谱的使用情况进行统计。因此，协作频谱感知是提高认知无线网络的频谱感知性能的最好方式之一。

在认知无线网络中，可以通过使用众多的感知用户设备来完成协作频谱感知功能。首先，各个感知用户可以通过能量检测等方法完成本地频谱检测，然后，将检测结果发送给附近的感知基站。感知基站进而可以通过分析每个感知用户发来的频谱检测报告，对整体认知无线网络的无线信道资源使用情况做出全局决策，从而实现对认知无线网络中授权用户的频谱感知，本发明就属于这一类方法。

在已经被提出的协作频谱感知方法中，大多都忽略了无线信道阴影衰落对频谱感知性能的影响。当授权用户或感知用户经时变的无线信道阴影衰落时，感知用户对授权用户信号的能量检测将变得不准确，进而会影响其频谱感知结果。因此，必须使用一种方法对无线信道的阴影衰落进行估计和消除，以提高感知用户对无线信道衰落的鲁棒性，进而得到更为准确的频谱感知结果。

发明内容

本文提出一种基于分布式H无穷滤波器的协作频谱感知方法。通过该方法，在认知无线网络中应用该方法可以实现对无线通信系统的频谱检测。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：基于分布式H无穷滤波器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]