[发明专利]一种面向密集网络全频段检测的分布式协作频谱认知方法

说明书

本发明提供一种面向密集网络全频段检测的分布式协作频谱认知方法，过程如下：S1：将待检测的所有频点进行分组，各节点分别分配到一组待检测频点，且保证所有频点在各节点的一跳范围内被分配完全；S2：各个节点分别对所分配的频点进行能量检测；S3：获得全网所有节点的交互次序；S4：按照所述交互次序，将所检测能量信息进行交互共享；S5：接收到共享信息的节点将其与自身上一次迭代的结果进行迭代，直到所有节点均完成一次共享并最终达到一致收敛的结果，否则返回S3；S6：各节点将迭代结果与判决门限进行比较，得到对于全局频点的最终用频决策。该方法能够有效应对密集网络场景下全频段检测的需求，在保证较高检测准确性的同时有效降低感知时延。

技术领域

本发明属于认知自组网协作通信技术领域，具体涉及一种面向密集网络全频段检测的分布式协作频谱认知方法。

背景技术

认知无线电又被称为智能无线电，它以灵活、智能、可重配置为显著特征，通过感知外界环境，有目的地实时改变传输功率和频点等操作参数，从而实现任何时间、任何地点的高可靠通信。在基于认知无线电技术的认知自组网中，频谱认知被认为是成败的关键。通过周期性的频谱可用性和干扰情况检测，得到频谱可用性优先级列表及干扰信息，接入并使用具有较高优先级的授权频段从而达到提高传输可靠性的目的。

现有的频谱认知技术主要包括单节点独立认知和多节点协作认知，单节点独立认知技术主要包括基于滤波的检测和能量检测等。由于计算开销和复杂度较低，基于能量检测的方法是目前最广泛使用的频谱认知技术。多节点协作感知通过分集接收与协作交互可有效克服多径效应、阴影衰落等无线信道特征的影响，相比于单节点独立感知，能够显著提高感知的准确性。协作感知分为集中式协作和分布式协作，其中集中式协作即各个节点独立认知并将认知的频谱信息通过公用控制信道汇聚到中心节点，中心节点依据认知信息做出最后的频谱接入决策并通过公用控制信道返回给各个节点。集中式的方法需要融合中心对感知信息进行集中判决，相比于分布式协作，集中式协作的灵活性和抗毁性较差。但随着全频段认知需求的凸显，当检测频点数巨大、网络分布密集时，分布式协作感知的时延呈指数增长，无法满足实时快响网络通信需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，为了解决密集网络多节点协作通信全频段检测场景下协作感知时延较大的问题，提出一种面向密集网络全频段检测的分布式协作频谱认知方法，该方法能够有效应对密集网络场景下全频段检测的需求，在保证较高检测准确性的同时有效降低感知时延。

本发明方法是通过下述技术方案来实现的：

一种面向密集网络全频段检测的分布式协作频谱认知方法，其具体实施过程如下：

S1：将待检测的所有频点进行分组，各节点分别分配到一组待检测频点，且保证所有频点在各节点的一跳范围内被分配完全；

S2：各个节点分别对所分配的频点进行能量检测；

S3：获得全网所有节点的交互次序；

S4：按照所述交互次序，将所检测能量信息进行交互共享，各节点得到所有频点的能量信息；

S5：接收到共享信息的节点将其与自身上一次迭代的结果进行迭代，直到所有节点均完成一次共享并最终达到一致收敛的结果，否则返回S3；

S6：各节点将迭代结果与判决门限进行比较，得到对于全局频点的最终用频决策。

进一步地，本发明所述步骤S3采用基于选举算法的信息交互机制，来获得全网所有节点的交互次序，在该交互次序下，一个时隙内只有一个或0个节点发送信息进行共享，任何节点占用控制信道的机会时公平的。

进一步地，本发明采用如下的迭代模型进行迭代：