基于改进群搜索优化算法的认知无线电协作频谱感知

计【 １ 等 领 域 中 得 到 应 用 。但 ＧＳ Ｏ算 法 有 其 缺 点 ：原 理 较 复 杂 、 效 率 较 低 ，为 此 ，本 文 提 出一 种 基 于 改
进 ＧＳ Ｏ算 法 的Ｃ Ｒ协 作 感 知 方 法 ，通 过 仿 真 计 算 ，分 析 了基 于 改 进 ＧＳ Ｏ算 法 的收 敛 速 度 以及 在 不 同协 作
准 则 ）和 最 大 比值 合 并 （ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ，ＭＲ Ｃ）的 软 判 决 融 合 与 文 献 ［ ８ ］ 的 硬 判 决 融 合 进 行
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
对 比 ，结 果 表 明在 相 同 条件 下 软 判 决 融 合 的 检 测 性 能 更 优 。文 献 ［ １ ０ ］ 则 提 出 了基 于 Ｄ— Ｓ 证 据 理 论 的协 作 频 谱 感 知 法 ，该 方 法 需 存 储 检 测 可 信 度 等 大 量 历 史 信 息 ，算 法 复 杂 。 近年来 ， 智 能 算法 因 其 求 解 最 优 化 问题 的独 到 优 势 而 开 始 在 认 知无 线 电协 作 感 知技 术 中得 到应 用 ， 如文献［ １ １ ］ 提 出 的基 于遗 传 算 法 的 Ｃ Ｒ协作 频 谱 感 知 方 法 和 文 献 ［ １ ２ ］ 提 出 的基 于 改进 混 合 蛙 跳 算 法 的Ｃ Ｒ 协 作 感 知 方 法 。然 而 ，文 献 ［ １ １ ］ 中遗 传 算 法 收 敛 速 度 慢 ，局 部 寻 优 能 力差 ；文 献 ［ １ ２ ］ 中改 进 混 合 蛙 跳 算
中图 分类 号 ：Ｔ Ｎ９ ２ ９ ． ５
文献标 识码 ：Ａ
１
引 言
认 知无线 电 （ ｃ ｏ ｇ ｎ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｒ ａ ｄ ｉ ｏ ，Ｃ Ｒ）技 术 是 一 项 无 线 智 能 通 信 技 术 【 ｌ ｌ ２ 】 ，它 允 许 非 授 权 用 户 （ Ｃ Ｒ用
户 ）动 态 接 入 授 权 用 户 （ 主 用 户 ）的 空 闲频 段 ，从 而 有 效 解 决 了频 谱 利 用 率 低 的 问题 【 引。作 为实 现 Ｃ Ｒ
较 ， 仿 真 结 果 表 明基 于 改 进 群 搜 索 优 化 算 法 的 协 作 频 谱 感 知 较 传 统 的 群 搜 索 优 化 算 法 具 有 更 好 的 收 敛 性 ， 可 获 得 更 高 的 检 测 概 率 ，且 检 测 性 能 随 感 知 用 户 数 的 增 加 而 提 高 、随 噪 声 环 境 的 恶 化 而 降 低 。仿 真 结 果 验 证 了 本 文 方 法 的 优 越 性 。 关 键 词 ： 群 搜 索 优 化 算 法 ； 认 知 无 线 电 ； 频 谱 感 知 ； 能 量 检 测
检 测 、 循 环 平 稳 特 征 检 测 等 ） 易受 阴影 、 多径 衰 落 等 无 线传 播 环 境 影 响 ，其 感 知 性 能 不 理 想 ； 协 作 感 知 通 过 将 多个 节 点 的 感 知 信 息 进 行 融合 ， 可 显 著 提 高Ｃ Ｒ系 统 检 测 性 能 ［ ， ， 是 目前 最 具 有 应 用 潜 力 的
第 １ ８卷 第 １ 期 ２ ０ １ ３ 年 ２月
文章编号 ：１ ０ ０ ７ — ０ ２ ４ ９（ ２ ０ １ ３ ） ０ １ ． ０ １ ８ ７ ． ０ ６
电路 与 系 统 学 报
Ｊ ＯＵ ＲＮ Ａ Ｌ ＯＦ ＣＩ ＲＣＵ Ｉ ＴＳ ＡＮ Ｄ ＳＹ Ｓ ＴＥＭ Ｓ
Ｖ ｏ１ ． １ ８ ＮＯ ． １
摘 要 ；提 出 了一 种基 于 改进 群搜 索优 化 的认知 无线 电协 作频 谱感 知 方法 。用 改进 的群搜 索优 化算 法求 解线 性协 作
感 知 模 型 中 的 权 重 向 量 ， 并 将 本 文 方 法 与 基 于 单 节 点 感 知 、 选 择 合 并 、 等 增 益 合 并 和 ＭＤＣ 的 频 谱 感 知 方 法 进 行 了 比
Ｆｅ ｂ ｒ ｕａ ｒ ｙ， ２０１ ３
基 于 改进群 搜 索优 化算 法 的认 知 无线 电协 作频 谱感 知
江 辉 ， 陈 飞 飞 ， 杜文 峰 ２
（ １ ．深 圳 大 学 光 电 Ｔ 程 学 院 ，广 东 深 圳 ５ １ ８ ０ ６ ０ ；２ ．深 圳 大 学 计 算 机 与 软 件 学院 ，广 东 深 圳 ５ １ ８ ０ ６ ０ ）
用 户 数 和 不 同 噪声 环 境 下 的检 测 性 能 ， 并 将 本 文 方 法 与 单 节 点 感 知 法 、选 择 具 有 最 大 接 收 信 噪 比 的节
法 易 陷 入 局 部 最 优 、求 解 精 度 低 。２ ０ ０ ６ 年 ，Ｓ Ｈ ｅ 和Ｏ Ｈ ｗｕ 提 出 了群 搜 索 优 化 算 法 （ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｒ ，ＧＳ Ｏ）［ １ ３ １ ，该 算 法 具 有 收 敛 性 能好 、 易 获得 全 局 最 优 解 等 优 点 ，己在 函数 优 化 ［ ¨ ］ 和 结 构 设
一
种 频 谱 感 知 方 法 。对 于 协作 感 知 的 信 息 融 合 ，Ｋａ ｔ ｔ ｅ ｐ ｕ ｒ Ａ Ｋ等人 【 １ 提 出 了基 于 “ Ｏ Ｒ”准 则 和 “ ＡＮＤ”
准 则 的 硬 判 决 融 合 ，文 献 ［ ９ ］ 将基于等增益合 并 （ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｇ ａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ，Ｅ ＧＣ，即 权 值 平 均 分 配 的融 合
技 术 的 核 心 ，频 谱 感 知 技 术 引起 了人 们 的广 泛 关 注 。
频 谱 感 知 技 术 中 ，基 于 主接 收机 检 测 主 要 包 括 基 于干 扰 温 度 估 计 的检 测 ［ ］ 和 基 于 接 收 机 本 征 泄漏
的检 测 等 ，而 基 于 主 发 射 机 检 测 包 括 单 节 点 感 知 和 协 作 感 知 。单 节 点 感 知 ［ ５ １（ 匹配 滤 波 器 检 测 、 能 量