基于证据理论的协同频谱感知算法

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1、第9卷第6期解放军理工大学学报(自然科学版)Vol.9No.62008年月JournalofPLAUniversityofScienceandTechnologyDec.2008文章编号:1009-3443(2008)06-0629-04基于证据理论的协同频谱感知算法郑学强,王金龙,陈娟(解放军理工大学通信工程学院,江苏南京210007)摘要:针对认知无线电系统中的有效检测授权用户需求,研究了中心节点未知先验信息时的协同频谱感知问题。为了在中心节点未知先验信息的条件下实现对授权用户的有效检测,基于证据理论,对认

2、知用户的本地感知结果提取证据,在中心节点进行融合并判决,提出了一种新的协同频谱感知算法。仿真表明,该算法能够在中心节点未知先验信息情况下,获得很好的频谱感知性能,在先验信息和感知性能之间取得了很好的折中。关键词:认知无线电;频谱感知;协同;证据理论中图分类号:TN929.5文献标识码:ACooperativespectrumsensingalgorithmbasedondempster-shafertheoryincognitiveradionetworksZHENGXue-qiang,WANGJin-long,

3、CHENJuan(InstituteofCommunicationsEngineering,PLAUniv.ofSci.&Tech.,Nanjing210007,China)Abstract:Tomeetthecommunicationsneedsbetweenlicensedusersandsecondaryusersincognitiveradiosystem,cooperativespectrumsensingmustbetakenintoaccount.Inordertoefficientlydetect

4、thelicensedusersunderpriorknowledgeconstrainsinthefusioncenter,anovelcooperativespectrumsensingalgo-rithmbasedonDempster-Shafertheorywasproposed.Inthisnovelalgorithm,thecredibilityanduncer-taintywerecalculatedbasedonthelocalsensingresultofcognitiveradios.Thes

5、imulationresultsshowthattheperformanceofthenovelalgorithmisbetterthanenergyfusionmethod,andthatifcognitiveradiogetsmorepriorknowledge,theperformanceofthenovelalgorithmisthesameasthatoftheoptimallinearcooperativealgorithm.Keywords:cognitiveradio;spectrumsensin

6、g;cooperation;dempster-shafertheory[1,2]认知无线电技术CR(cognitiveradio)的首观,因此需要使用协同频谱感知技术。目前已有许多要任务是感知频谱环境,即频谱空穴的检测(以下称文献[4～7]研究了此类问题,协同频谱感知性能较频谱感知)。对单个认知用户的频谱感知,主要有能好,但是需要一定的网络开销(即报告信道的带宽)。量检测、匹配滤波器检测、波形检测、循环谱检测和文献[8]给出了能量融合方法在不同信道下的性能,[3]小波检测等几种算法。但由于实际信道中的多径由于衰落

7、和多径效应等因素的影响,该方法并不能和阴影效应,单个认知用户频谱感知的性能并不乐体现各个认知用户感知结果的可靠度。文献[9]在中心节点(以下称基站)已知各个认知用户的先验信息收稿日期:2008-10-15.情况下,研究了最优的线性加权协同感知策略,但是基金项目:国家973计划资助项目(2009CB3020402);国家863计划资助项目(2007AA01Z267).基站需要定期更新先验信息,且负责全部的处理过作者简介:郑学强(1981-),男,博士生.程,不能体现认知用户的智能性。文献[10]基于D-S联系人:吴

8、启辉,博士,教授;研究方向:移动通信、认识无线电;E-mail:wqhqhw@163.com证据理论,提出了一种性能优于硬判决方法的分布630解放军理工大学学报(自然科学版)第9卷2u式的解决方案,但与最优融合方法还有一定差距。2单个认知用户的本地检测量是xE=∑ûyi(k)û,为了解决上述问题,本文在基站未知授权用户ik=1和认知用户先验信息的情况下,研究了认知用户本其