[发明专利]认知无线网络中基于关系匹配的频谱感知数据检测方法

摘要

本发明公开了一种认知无线网络中基于关系匹配的频谱感知数据检测方法，包括以下步骤：(1)建立关系匹配数据库：根据实际物理环境划分区域；获得各划分区域的能量置信区间和判决门限；建立划分区域与置信区间的关系数据库；(2)利用关系数据库进行频谱感知数据检测：系统初始化；感知用户协商；感知用户上报数据；融合中心搜寻数据库；进行关系匹配；感知数据正常与否判决；剔除恶意用户数据；各划分域内判决；感知结果最终判决。本发明通过关系匹配及时发现频谱感知数据的恶意篡改，保证感知数据的准确性。此外，对不同的划分区域根据测试时环境差异采取不同的判决门限，充分考虑到实际物理环境的差异，具有较强的实用性。

主权项

1.一种认知无线网络中基于关系匹配的频谱感知数据检测方法，其特征在于，所述认知无线网络中基于关系匹配的频谱感知数据检测方法包括以下步骤：(1)建立关系匹配数据库：根据实际物理环境划分区域；获得个划分区域的能量置信区间和判决门限；建立划分区域与置信区间的关系数据库；(2)利用关系数据库进行频谱感知数据检测：系统初始化；感知用户协商；感知用户上报数据；融合中心搜寻数据库；进行关系匹配；感知数据正常与否判决；剔除恶意用户数据；各划分域内判决；感知结果最终判决；所述建立关系匹配数据库具体包括：步骤一，根据实际物理环境划分区域，将主用户覆盖范围内的区域进行不同的划分；步骤二，获得各划分区域的能量置信区间和判决门限，对每个主用户信号的覆盖范围内的不同区域，利用能量感知方法，首先收集主用户存在与否的判决门限，然后针对主用户存在和不存在两种情况收集对应的感知能量置信区间，如下式：其中D_i表示不同的区域，λ_i表示对应区域的判决门限，对应区域D_i的最小感知能量，对应区域D_i的最大感知能量，δ表示一个误差容忍度；步骤三，建立划分域与置信区间的关系数据库；将获得的划分域划分结果和对应的判决门限和置信区间结果建立对应关系，并将对应关系存入融合中心；所述利用关系数据库进行频谱感知数据检测具体包括：步骤一，融合中心根据主用户的所在位置，在数据库中获取该主用户的区域划分结果；步骤二，在同一主用户覆盖范围内的主用户通过协商，确定协作频谱感知的频段相关的一系列参数；步骤三，次级用户通过能量感知的方法进行频谱感知，并上报感知数据，如下式：(S_e,L_ij,t)；其中S_e代表感知能量的大小，L_ij表示该次级用户的位置，t表示所在的时隙；步骤四，融合中心根据次级用户上报的位置数据L_ij，搜索其所在的划分区域，并得到该区域的判决门限和置信区间；步骤五，融合中心根据得到的数据库，进行关系匹配，定义函数如下式：其中，表示对于主用户A，其覆盖范围内划分区域D_i的第j个次级用户感知能量的大小，λ_i^A为主用户A覆盖范围内区域D_i的噪声判决门限，对于不同的区域，λ_i^A≠λ_j^A(i≠j)，表示当时的置信区间，表示当时的置信区间，Δs_i表示噪声的误差容忍度；步骤六，通过步骤五函数得到，只有当第j个次级用户感知数据落在区间内时函数才赋予非零值，即通过关系匹配对感知数据是否异常进行了区分；步骤七，对不落在区域D_i置信区间内的感知数据进行赋值，通过将其函数赋值0，达到恶意或者数据匹配的目的；步骤八，定义函数其表示如下：其中，的定义和步骤五中一致，表示区域D_i内上报感知数据的用户总数，对于值求平均之后为0时，即大于门限λ_i^A和小于门限的正常感知数据各一半时，赋值为Φ，即区域D_i内主用户状态不能确定；落在置信区间内的感知数据所对应的求平均之后大于0，则为1，表示在区域D_i的判决结果中，主用户存在；反之，则的值为0，表示区域D_i的判决结果为主用户不存在；步骤九，定义函数F^A，其表示如下：其中，N_D^A表示判决结果为非Φ的区域总数，J_i^A的定义与步骤八一致，ρ^A为最终的比较门限，F^A为1表示主用户A存在，反之，则主用户不存在，即得到了处在主用户A覆盖范围内的次级用户的感知判决结果。