3 加權(quán)合作頻譜感知
　　在實(shí)際的工作環(huán)境中，由于每個(gè)認(rèn)知用戶所處的地理位置和環(huán)境的不同，經(jīng)歷不同的衰落環(huán)境，所以每個(gè)認(rèn)知用戶的平均信噪比不同，在融合中心進(jìn)行數(shù)據(jù)融合時(shí)對(duì)全局判決的影響也不同，此時(shí)如果運(yùn)用傳統(tǒng)的合作頻譜感知方法檢測(cè)主用戶和頻譜空穴，性能提高不大，有時(shí)甚至低于合作感知中信噪比較好的單用戶檢測(cè)。
　　對(duì)于單個(gè)認(rèn)知用戶工作在不同的平均信噪比情況下，動(dòng)態(tài)地賦予每個(gè)認(rèn)知用戶不同的權(quán)重，在認(rèn)知用戶將判決送到認(rèn)知無(wú)線電數(shù)據(jù)融合中心后，中心對(duì)各個(gè)認(rèn)知用戶的判決加以不同的權(quán)重后再作出判決，相對(duì)于傳統(tǒng)的合作頻譜感知方法可以大大提高對(duì)主用戶的檢測(cè)性能。
　　首先設(shè)所有認(rèn)知用戶第一次感知時(shí)的權(quán)重W_i(1)=1，
　　第i個(gè)認(rèn)知用戶每一次感知后得到一個(gè)權(quán)重W_i(n)(n≥2),
W_i(n)為第i個(gè)認(rèn)知用戶在第n次感知的權(quán)重，每一次感知后認(rèn)知用戶會(huì)更新權(quán)重，表達(dá)式為[7]：?????????
???
? P_d,i是第i個(gè)認(rèn)知用戶在第n次感知過(guò)程對(duì)主用戶的檢測(cè)概率。每個(gè)認(rèn)知用戶的權(quán)重隨感知過(guò)程的變化而變化，但是權(quán)重之和保持一個(gè)恒定值。當(dāng)單個(gè)認(rèn)知用戶有較低的信噪比時(shí)，該認(rèn)知用戶的權(quán)重將隨之減小，從而在認(rèn)知無(wú)線電數(shù)據(jù)融合中心進(jìn)行數(shù)據(jù)融合時(shí)，該認(rèn)知用戶對(duì)綜合判決的影響也減小。
??? 在數(shù)據(jù)融合中心根據(jù)每個(gè)認(rèn)知用戶的權(quán)重對(duì)主用戶進(jìn)行綜合判決。對(duì)于虛警概率沒(méi)有進(jìn)行加權(quán)，因?yàn)槠洫?dú)立于信噪比，所以基于加權(quán)的合作頻譜感知對(duì)主用戶的檢測(cè)概率^[8]和虛警概率分別為：
???

??? ???

4 仿真和結(jié)果分析
　　在試驗(yàn)中，分別對(duì)在AWGN信道非衰落和Rayleigh衰落環(huán)境下，傳統(tǒng)的合作頻譜感知與加權(quán)合作頻譜感知的檢測(cè)性能做了對(duì)比。取參數(shù)m=2。如圖3所示，在AWGN信道非衰落環(huán)境下，用于合作感知的認(rèn)知用戶數(shù)為4個(gè)，從1dB～7dB中隨機(jī)選取4個(gè)不同的信噪比賦給4個(gè)不同的認(rèn)知用戶，單個(gè)認(rèn)知用戶檢測(cè)時(shí)的信噪比為7dB，從圖中可以看出，采用傳統(tǒng)的等權(quán)重的合作感知方法，其性能有時(shí)甚至還小于信噪比高的單認(rèn)知用戶檢測(cè)的性能，采用加權(quán)合作感知后，在第2次、第3次的感知性能明顯提高，在P_f小于0.1時(shí)，經(jīng)過(guò)第3次感知，檢測(cè)概率P_d可以接近1。

　　圖4中，在Rayleigh衰落環(huán)境下，同樣從1dB～7dB中隨機(jī)選取4個(gè)不同的信噪比賦給不同的認(rèn)知用戶，傳統(tǒng)的合作感知的檢測(cè)性能與信噪比較好的單認(rèn)知用戶檢測(cè)性能相差不大。加權(quán)合作感知經(jīng)過(guò)第2次感知后其性能要好于傳統(tǒng)的合作感知和信噪比高的單用戶檢測(cè)，第3次加權(quán)合作感知性能要好于第2次的感知性能。

　　圖5中，在AWGN信道非衰落環(huán)境下，對(duì)傳統(tǒng)合作感知和加權(quán)合作感知在認(rèn)知用戶數(shù)分別為4個(gè)和6個(gè)的情況下做了對(duì)比，可以看出在相同認(rèn)知用戶數(shù)目的情況下，加權(quán)合作感知經(jīng)過(guò)第2次感知后的檢測(cè)性能要好于傳統(tǒng)合作感知，同時(shí)加權(quán)合作感知的性能也隨著認(rèn)知用戶數(shù)目的增加而提高。圖6為兩種感知方法在Rayleigh衰落環(huán)境中的對(duì)比，同樣，加權(quán)合作感知對(duì)主用戶的檢測(cè)性能要好于傳統(tǒng)合作感知。因此，采用加權(quán)合作頻譜感知不僅克服了目前合作頻譜感知存在的不足，而且無(wú)論在衰落和非衰落環(huán)境下都能大大提高對(duì)主用戶的檢測(cè)概率。

　　對(duì)認(rèn)知無(wú)線電在AWGN信道非衰落和Rayleigh衰落環(huán)境下的加權(quán)合作頻譜感知性能進(jìn)行了分析，同時(shí)對(duì)加權(quán)合作頻譜感知與目前的合作感知方法進(jìn)行了對(duì)比，提出采用一種動(dòng)態(tài)加權(quán)合作感知方法，并對(duì)認(rèn)知用戶在不同平均信噪比情況下所檢測(cè)主用戶的性能進(jìn)行了分析。但是認(rèn)知無(wú)線電工作在復(fù)雜的變化環(huán)境中，盡管合作頻譜感知能更加準(zhǔn)確地檢測(cè)到主用戶，但是在資源受限的網(wǎng)絡(luò)中，可以考慮在某些情況下只傳輸那些檢測(cè)性能較好的認(rèn)知用戶的判決結(jié)果，從而可以降低對(duì)主用戶的錯(cuò)判概率，提高檢測(cè)性能，更好地利用主用戶的空閑頻譜。

參考文獻(xiàn)
[1] ?MITOLA J. Cognitive radian integrated agent architecture　for software defined radio[D]. Ph.D Thesis, KTH Royal?Institute of Technology Sweden,2000.
[2] ?HAYKIN S. Cognitive radi brain-empowered wireless?communication[J].IEEE JSAC,2005,23(2):201-220.
[3] ?GANESAN G, LI Y G. Cooperative spectrum sensing in?cognitive radio networks[C]. in Proc.IEEE DySPAN 2005,2005:137-143.
[4] ?GHASEMI, SOUS E S. Collaborative spectrum sensing for?opportunistic access in fading environment[C]. in Proc.?IEEE DySPAN 2005，2005：131-136.
[5] ?CABROC D，MISHRA S M， BRODERSEN R W. Implementation issues in spectrum sensing for cognitive radios[C].?in Proc. 38th Asilomar Conference on Signals. Systems and?Computers 2004,2004:772-776.
[6] ?DIGHAM F, ALOUINI M, SIMON M. On the energy?detection of unknown signals over fading channels[C]. in?Proc.IEEE ICC 2005,5:3575-3579.
[7] ?HUANG Xiao Ge, HAN Ning, ZHENG Guan Bo,et al.?Weighted-Collaborative spectrum sensing in cognitive
?radio[C].Chinacom 2007,Shanghai,China,August,2007.
[8] ?LEE J, KIM YOUNG Min. Weighted-cooperative spectrum sensing scheme using clustering in cognitive radio?systems[C]. IEEE ICACT 2008,2008:786-790.