[发明专利]认知传感器网络中一种基于能耗的分簇频谱感知方法

摘要

本发明的目的是提供一种认知传感器网络中基于能耗的分簇频谱感知方法，该方法引入基于节点能量的LEACH分簇算法，首先将认知传感器网络中的各个节点按该分簇算法分入若干簇内；然后在每个簇内，构造同时考虑检测性能和能量消耗的效用函数，基于该效用函数对最佳协作用户数和用户进行选择，使每个簇内的检测性能和能耗达到很好的折中；最后在汇聚节点运用OR规则将簇头发送过来的感知信息进行融合，得到最终判决结果。该发明可以有效地延长认知传感器网络的生存时间，节省网络的能耗，并且保证良好的检测性能。

主权项

1.一种认知传感器网络中基于能耗的分簇频谱感知方法，其特征在于该方法包括以下步骤：a.根据低能量自适应分簇分级机制将认知传感网划分为n个簇，并选取剩余能量最多的节点为簇头，其它节点为普通次用户，普通次用户处于休眠状态，簇头根据簇内普通用户的接收信噪比和能耗确定簇内参与协作的普通用户并唤醒它们；b.j＝1；c.初始化簇j中次用户数k_j＝1，根据计算簇j的虚警概率p_f，j，其中P_f是整个认知无线电网络频谱感知的系统虚警概率，n是该网络的簇头数，即簇数；d.将簇j的N_j个认知用户按接收信噪比从大到小排列，即有e.根据i＝1，2，......，k_j，计算认知用户i的频谱感知检测概率p_d，i，其中M为采样数，γ_i是认知用户i的接收信噪比，k_j为簇j中次用户数，Q(a)为Q函数；f.簇j的簇头采用或融合规则，即只要有一个感知节点判为主用户存在，这个簇头就认为主用户存在，则簇j的检测概率同样在汇聚节点也采用或融合规则，则网络总的检测概率g.利用U_j(k)＝P_d，j(k)-αk_j(2E_elec+E_DA+E_sen)计算簇j中k_j个认知用户协作的效益U_j(k)，E_elec为次用户用于发送感知信息的发送能量，其中E_DA是融合每一个信息所消耗的信息处理能量，E_sen为普通认知用户用于感知主用户的感知能量；h.如果U_j(k_j)＞U_j(k_j-1)，则k_j＝k_j+1，并返回到步骤e，否则转到步骤i；i.簇j的最佳协作次用户数为如果j＝n，转步骤j，否则j＝j+1，并返回到步骤c；j.每个簇头接收簇内个认知用户的感知结果并进行或融合，然后将融合结果发送给汇聚节点；k.汇聚节点根据各簇头发送过来的信息计算出最终判决结果。