认知无线电传感网中能耗优化的频谱感知方案

衰落和隐藏终端等不利因素。协作频谱感知技术+勺是解决 这一问题的关键。文献［6-9］针对协作频谱感知等问题进 行了研究。但是，由于上述问题，协作频谱感知有时也很 难做出正确的决策。DS证据理论+0］作为一种精确推理理 论，具有处理不确定信息的能力，适合这种开放、动态、 不确定性的无线坏境。文献口-13］均采用这一理论解决 协作频谱感知过程中不可信的次级用户干扰感知结果的问 题。然而这些方法很大一部分都利用所有的次级用户参加 频谱感知，或者单纯考虑次级用户的当前信息而忽视历史 数据对于感知结果的影响。针对这些问题，本文设计了一
2019年源自文库月 第 40 卷 第 5 期
计算机工程与设计
COMPUTER ENGINEERING AND DESIGN
May 2019 Vol. 40 No. 5
认知无线电传感网中能耗优化的频谱感知方案
乔 羽金子龙1+ !马廷淮朱节中2
（丄南京信息工程大学计算机与软件学院，江苏南京210044； 2.南京信息工程大学滨江学院，江苏南京210044）
摘 要：为更准确地检测主要用户的活动状态！提高网络的能量效率！提出一种能耗优化的频谱感知方案。在给定约束的 条件下！选择认知无线电网络中具有代表性的次级用户的集合参与频谱感知。基于选取的代表性次级用户集合提供的频谱 感知的信息！根据I-S证据理论的决策规则做出主要用户是否占用信道的最终决策。仿真结果表明！在不降低频谱感知准 确率的前提下！基于选取代表性次级用户参与频谱感知的方案比其它方案更高效节能。 关键词：认知无线电网络；能耗优化；频谱感知；代表性次级用户；DS证据理论 中图法分类号：TN911 文献标识号：A 文章编号：10007024 （2019） 05-1254-05 doi： 10. 16208/j. issnl000-7024. 2019. 05. 011
3引言
认知无线电技术CR （cognitive radio）+］通过允许次级 用户（文中亦用SU-Secondary User来表示次级用户）在不 干扰主要用户（文中亦用PU-Pnmary User来表示主要用 户）的前提下，从频谱空洞中以机会地方式接入授权信道, 从而解决非授权频谱资源短缺和频谱资源利用率低的问题。 认知无线电技术的关键部分是频谱感知，用于识别闲置的 授权频谱。能量检测也是频谱感知技术中最常用的方法之 一。但是，在实际的无线环境中总是存在阴影效应、多径
Abstract: To more accurately detect the active state of the primary user (PU) and improve the energy efficiency of the network, an energy-efficient spectrum sensing scheme was proposed. Under given constraints , a representative secondary users (SU) set in cognitive radio sensor networks (CRSNs) was selected. Based on the spectrum sensing information provided by the selected repreEentativeEecondaryuEerEEet'thefinaldeciiononwhethertheprimaryuEeroccupiedthechannelornotwaEmadeaccording to the decision rule of the D-S theory of evidence. The simulation results show that the spectrum sensing scheme based on repre­ sentative secondary users selection is more energy-efficient than other schemes without degrading the accuracy of spectrum sensing. Key words： CRSN; energy-efficient； spectrum sensing； representative secondary user； D-S theory of evidence
收稿日期：2018-02-12;修订日期：2018-09-20 基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（61602252）；江苏省自然基金青年基金项目（BK2O16O967）；江苏省高校自然科学研究面上基 金项目（16KJB510024） 作者简介：乔羽（993 -），男，江苏扬州人，硕士研究生，研究方向为无线通信；+通讯作者：金子龙（985 -），男，黑龙江牡丹江人， 博士，讲师，研究方向为无线网络；马廷淮（1974-）,男，重庆人，博士，教授，研究方向为数据挖掘；朱节中（1975 -）,男，江苏姜堰人, 硕士，副教授，研究方向为大数据处理。E-mail: zljin@nuist.edu.cn
Energy-efficient spectrum sensing scheme in cognitive radio networks
QIAO Yu1, JIN Zi-long1+ , MA Ting-huai1, ZHU Jie-zhong2
(1. School of Computer and Software, Nanjing University of Information Science and Technology , Nanjing 210044, China； 2. College of Binjiang , Nanjing University of Information Science and Technology , Nanjing 210044 , China)