认知车载自组网中协作频谱感知方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106856418A(43)申请公布日2017.06.16(21)申请号201710053162.5(22)申请日2017.01.22(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人胡斌杰聂雪琴(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人罗观祥(51)Int.Cl.H04B17/382(2015.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称认知车载自组网中协作频谱感知方法(57)摘要本发明公开了一种认知车载自组网中协作频谱感知方法，其主要过程为：各个认知车辆接收感兴趣频段的授权用户信号并进行以下操作：(1)采用循环模糊函数方法对接收到的授权用户信号进行多普勒频移估计；(2)采用双门限循环谱能量检测方法进行频谱感知，当循环谱能量值大于大门限值或小于小门限值时把本认知车辆获取的本地判决结果及其位置信息在公共控制信道上传送给路侧单元。最后，路侧单元将接收到的参与协作的认知车辆的信息通过位置相关决策方法进行融合判定授权用户频段是否空闲。本发明考虑了多普勒频移对检测的影响，利用了所有循环频率处的频谱信息，并且根据认知车辆间相对位置的实时变化动态改变协作加权因子，提高了检测性能。CN106856418ACN106856418A权利要求书1/2页1.一种认知车载自组网中协作频谱感知方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：S1、待通信的的认知车辆向路侧单元发送通信请求，路侧单元判断是否存在空闲的短距离通信频段；若有空闲的短距离通信频段，则路侧单元将感知到的空闲短距离通信频段报告给待通信的的认知车辆，待通信的的认知车辆直接使用空闲的短距离通信频段进行通信；若无空闲的短距离通信频段，则路侧单元向附近的认知车辆广播频谱感知指示，接收到广播的认知车辆开启认知功能，进行频谱感知；S2、接收到广播的认知车辆继续接收感兴趣频段的授权用户信号，采用循环模糊函数方法对接收到的授权用户信号进行多普勒频移估计，由此可知接收信号的循环频率；S3、接收到广播的认知车辆分别采用双门限循环谱能量检测方法进行频谱感知，并把循环谱能量值大于大门限值或小于小门限值的认知车辆获取的本地判决结果及其位置信息在公共控制信道上传送给路侧单元，所述位置信息由自带的GPS获取；S4、路侧单元将接收到的参与协作的认知车辆的信息通过位置相关决策方法进行融合判定感兴趣的授权用户频段是否空闲，将可用的空闲频段放入频谱池中，并分配给待通信的的认知车辆。2.根据权利要求1所述的一种认知车载自组网中协作频谱感知方法，其特征在于，所述步骤S1中待通信的的认知车辆在向路侧单元发出通信请求的同时发出了其位置信息，路侧单元广播信息包括频谱感知指示和待通信的的认知车辆的位置信息。3.根据权利要求1所述的一种认知车载自组网中协作频谱感知方法，其特征在于，所述步骤S2中采用循环模糊函数方法对接收到的授权用户信号进行多普勒频移估计的过程如下：其中，α为循环频率，是循环自相关函数，循环互相关函数，已知发射信号的循环频率为α'，则接收信号的循环频率为α＝α'±fd。4.根据权利要求1所述的一种认知车载自组网中协作频谱感知方法，其特征在于，所述步骤S3中采用双门限循环谱能量检测方法进行频谱感知的过程如下：S31、利用各个循环频率截面能量构成的循环能量谱特征信息将接收到的信号r(t)按照如下公式计算检验统计量：其中，为r(t)的谱相关函数，也是循环自相关函数的傅里叶变换；S32、认知车辆CRi基于双门限检测器输出的二进制判决结果为：只有循环谱能量值Ti＜λ1或Ti＞λ2的认知车辆才被选择参与协作，循环谱能量值λ1＜Ti＜λ2的认知车辆直接被舍弃。2CN106856418A权利要求书2/2页5.根据权利要求1所述的一种认知车载自组网中协作频谱感知方法，其特征在于，所述步骤S4中位置相关决策方法的具体过程如下：S41、考虑阴影效应，定义认知车辆CRi和CRj之间的相关函数为：其中，dcorr为去相关距离，为认知车辆CRi和CRj之间的距离，N为被选择参与协作的车辆数；S42、权值初始化，公式如下：S43、权值迭代调整：首先从wi(i＝1,2,…,N)集合中找出最大权值所对应的认知车辆CRk(k＝argmaxwi)，把最大权值从集合中去掉，然后根据和CRk的相关性降低所有剩余认知车辆的权值wj＝wj·(1-Rkj/Rmax)；再从剩余集合中找出最大权值，并把它从集合中除去并相应地降低剩余认知车辆的权值；重复以上步骤直到所有参与协作的认知车辆都被权值迭代调整；S44、权值归一化处理，公式如下：确保wi∈[0，1]且S45、路侧单元根据接收到的各协作车辆的本地判决结果及其权重计算出加权目标