基于噪声不确定性的双门限协作频谱感知算法.pdf

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1、第40卷第4期计算机工程2014年4月、，ol_40NO．4ComputerEngineeringApril2014-移动互联与通信技术-文章编号：1000-3428(2014)04—0081—06文献标识码：A中图分类号：TP393基于噪声不确定性的双门限协作频谱感知算法李明源，李鸥，孙武剑(信息工程大学信息系统工程学院，郑州450002)摘要：传统的双门限协作频谱感知算法忽略了两门限之问认知用户的本地感知信息，而利用这部分信息可以进一步提高认知无线电系统的感知性能。为此，在等增益合并的基础上，提出一种顺序自适应分步合并算法。两门限之间的认知用户根据接收

2、信噪比分步上传本地感知信息，融合中心自适应地调整参与协作的认知用户数，以减小系统的上传数据开销。推导在Rayleigh衰落信道条件下，认知用户上传数据的平均比特数以及全局检测概率的闭式表达式。理论分析和仿真结果表明，该算法能以较小的数据开销获得较优的协作感知性能。关健词：认知无线电网络；协作频谱感知；能量检测；噪声不确定性；双门限；顺序自适应分布合并算法Double-thresholdCooperativeSpectrumSensingAlgorithmBased0nNoiseUncertaintyLIMing-yuan，LIOu，SUNWu-jian(C

3、ollegeofInformationSystemEngineering，InformationEngineeringUniversity,Zhengzhou450002，China)[Abstract]Traditionaldouble—thresholdcooperativespectrumsensingalgorithmsignorethelocalsensinginformationofCognitiveRadio(CR)usersbetweenthetwothresholds．However,usingsuchinformationcanfurt

4、heradvancethesensingperformanceofCRsystem，SOthispaperputsforwardasequentialadaptivestepcombinationalgorithmbasedonequalgaincombining．TheCRusersbetweenthetwothresholdsuploadtheirlocalsensinginformationstepbystepwithdescendingorderinaccordancewiththereceivedSignal-to·-noiseRatio(SNR

5、)，theFusionCenter(FC)adaptivelyadjuststhenumberofCRusersparticipatedinthecollaborationtoreducethedataoverheadinCRnetworks．TheformulaeofthisalgorithmuploadaveragebitsanddetectionprobabilityofcognitiveusersoverRayleighfadingchannelconditionsarededuced．Theoreticalanalysisandsimulatio

6、nresultsshowthatthisalgorithmcanobtainbettercooperativesensingperformancewithrelativelyfewerdataoverhead．[Keywords]CognitiveRadio(CR)networks；cooperativespectrumsensing；energydetection；noiseuncertainty；double-threshold；sequentialadaptivestepcombinationalgorithmDoh10．3969／j．issn．10

7、00—3428．2014．04．015之一。1概述为进一步提高频谱感知性能，研究人员提出了一系列随着无线通信业务的急剧增长，频谱资源匮乏的问题的方法。文献[3]在对PU进行充分保护的情况下，阐述了日益显现。然而，美国联邦通信委员会最新的调查结果表如何设计感知时间和双门限差值来最大化认知无线网络吞明，许多授权频段的频谱资源并未得到充分利用。针对这吐量的问题；文献[4]采用随机矩阵理论，提出了一种基于一问题，瑞典皇家学院的JosephMitola博士于1999年最先特征值极限分布的双判决门限频谱感知算法，有效地克服提出了认知无线电Ill(CognitiveRa

8、dio，CR)的概念，并受到了了能量检测存在的噪声不确定的影响；文