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龍圖騰網(wǎng)獲悉深圳萬(wàn)知達(dá)科技有限公司申請(qǐng)的專利一種基于粘性隱馬爾可夫模型的協(xié)同頻譜感知方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114222305B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-29發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202111601205.1，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H04W16/14；該發(fā)明授權(quán)一種基于粘性隱馬爾可夫模型的協(xié)同頻譜感知方法是由袁天禧;金明;袁昌設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2021-12-24向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種基于粘性隱馬爾可夫模型的協(xié)同頻譜感知方法在說(shuō)明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于粘性隱馬爾可夫模型的協(xié)同頻譜感知方法，其在頻譜感知模型的基礎(chǔ)上，獲取多個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)多個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的測(cè)量功率構(gòu)成的功率矩陣；初始化粘性隱馬爾可夫模型的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣、初始概率分布、狀態(tài)參數(shù)集合，并將功率矩陣視為觀測(cè)序列；在三個(gè)模型參數(shù)和觀測(cè)序列已知的情況下求取各個(gè)感知時(shí)隙的隱藏狀態(tài)；在觀測(cè)序列和所有隱藏狀態(tài)構(gòu)成的隱藏狀態(tài)向量已知的情況下，更新?tīng)顟B(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣和狀態(tài)參數(shù)集合；在迭代多次后得到最終的隱藏狀態(tài)向量；根據(jù)最終的隱藏狀態(tài)向量計(jì)算每個(gè)次級(jí)用戶的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，比較每個(gè)次級(jí)用戶的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量與門限值來(lái)判斷該次級(jí)用戶能否接入主用戶的授權(quán)頻段；優(yōu)點(diǎn)是具有較高的檢測(cè)性能。

本發(fā)明授權(quán)一種基于粘性隱馬爾可夫模型的協(xié)同頻譜感知方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于粘性隱馬爾可夫模型的協(xié)同頻譜感知方法，其特征在于包括以下步驟：步驟1：在認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中設(shè)定存在一個(gè)主用戶和Num個(gè)次級(jí)用戶，從時(shí)域的角度分析，僅當(dāng)主用戶空閑時(shí)，次級(jí)用戶才能動(dòng)態(tài)地接入主用戶的授權(quán)頻段；從空域的角度分析，位于主用戶的通信范圍以外的次級(jí)用戶使用主用戶的授權(quán)頻段不會(huì)影響主用戶的正常通信；然后結(jié)合時(shí)域和空域兩方面，構(gòu)建頻譜感知模型，描述為： 其中，Num表示認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中的次級(jí)用戶的個(gè)數(shù)，Num≥2，頻譜感知模型實(shí)際為一個(gè)二元假設(shè)檢驗(yàn)問(wèn)題，S0代表在一個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)次級(jí)用戶能夠接入主用戶的授權(quán)頻段的情況，rin表示第i個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的第n個(gè)樣本值，1≤i≤Num，1≤n≤N，N表示對(duì)每個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)進(jìn)行采樣得到的樣本數(shù)，N≥25，win表示rin中包含的噪聲，win服從均值為0、方差為的復(fù)高斯分布，rin＝win代表主用戶空閑時(shí)第i個(gè)次級(jí)用戶動(dòng)態(tài)地接入主用戶的授權(quán)頻段的情況，gi表示第i個(gè)次級(jí)用戶的信道增益，gi服從自由空間損耗模型，hin表示第i個(gè)次級(jí)用戶的信道系數(shù)，hin服從瑞利分布，sin表示rin中包含的主用戶發(fā)送的信號(hào)，sin服從均值為零、方差為的復(fù)高斯分布，di表示第i個(gè)次級(jí)用戶到主用戶的歐氏距離，rpu表示主用戶的通信范圍，di＞rpu表示第i個(gè)次級(jí)用戶位于主用戶的通信范圍以外，di＞rpu代表位于主用戶的通信范圍以外的第i個(gè)次級(jí)用戶在不影響主用戶的正常通信的情形下使用主用戶的授權(quán)頻段的情況，S1代表在一個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)主用戶發(fā)送信號(hào)的情況下次級(jí)用戶不能夠接入主用戶的授權(quán)頻段的情況，di≤rpu表示第i個(gè)次級(jí)用戶位于主用戶的通信范圍以內(nèi)，di≤rpu代表位于主用戶的通信范圍以內(nèi)的第i個(gè)次級(jí)用戶不能夠接入主用戶的授權(quán)頻段的情況；步驟2：針對(duì)連續(xù)的Tslot個(gè)感知時(shí)隙，計(jì)算在每個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)各個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的測(cè)量功率，將在第t個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)第i個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的測(cè)量功率記為yt,i，然后將在第t個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)Num個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的測(cè)量功率構(gòu)成的功率向量記為yt，yt＝[yt,1,…,yt,i,…,yt,Num]T；再將在Tslot個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)Num個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的測(cè)量功率構(gòu)成的功率矩陣記為Y，其中，Tslot≥4，1≤t≤Tslot，符號(hào)“||”為求模運(yùn)算符號(hào)，rt,in表示在第t個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)第i個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的第n個(gè)樣本值，yt,1表示在第t個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)第1個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的測(cè)量功率，yt,Num表示在第t個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)第Num個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的測(cè)量功率，上標(biāo)“T”表示向量或矩陣的轉(zhuǎn)置，y1表示在第1個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)Num個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的測(cè)量功率構(gòu)成的功率向量，yTslot表示在第Tslot個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)Num個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的測(cè)量功率構(gòu)成的功率向量，y1、yt、yTslot的維數(shù)為Num×1，Y的維數(shù)為Num×Tslot；步驟3：將粘性隱馬爾可夫模型的三個(gè)模型參數(shù)即狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣、初始概率分布、狀態(tài)參數(shù)集合對(duì)應(yīng)記為A、π、θ，θ＝{θ1,θ2}；然后對(duì)A、π、θ1,θ2進(jìn)行初始化，A的初始化值為π的初始化值為[0.50.5]，θ1,θ2的初始化值為隨機(jī)數(shù)；再將Y視為粘性隱馬爾可夫模型的觀測(cè)序列；其中，θ1表示第1類狀態(tài)的參數(shù)，θ2表示第2類狀態(tài)的參數(shù)，μ1表示第1類狀態(tài)的均值，表示第1類狀態(tài)的方差，μ2表示第2類狀態(tài)的均值，表示第2類狀態(tài)的方差；步驟4：在Y和A、π、θ已知的情況下，依次求取各個(gè)感知時(shí)隙的隱藏狀態(tài)，將第t個(gè)感知時(shí)隙的隱藏狀態(tài)記為zt，再將Tslot個(gè)感知時(shí)隙的隱藏狀態(tài)構(gòu)成隱藏狀態(tài)向量，記為Z，其中，表示取使得的值最大時(shí)的zt的值，pzt,Y1:t|A,π,θ表示在A、π、θ已知的情況下zt、Y1:t的概率，表示在A、π、θ已知的情況下zt、的概率，Y1:t表示在第1個(gè)感知時(shí)隙至第t個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)Num個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的測(cè)量功率構(gòu)成的功率矩陣，Y1:t亦表示粘性隱馬爾可夫模型的觀測(cè)序列Y中的第1個(gè)至第t個(gè)觀測(cè)值，表示在第t+1個(gè)感知時(shí)隙至第Tslot個(gè)感知時(shí)隙內(nèi)Num個(gè)次級(jí)用戶接收的信號(hào)的測(cè)量功率構(gòu)成的功率矩陣，亦表示粘性隱馬爾可夫模型的觀測(cè)序列Y中的第t+1個(gè)至第Tslot個(gè)觀測(cè)值，zt的值為1或2，z1表示第1個(gè)感知時(shí)隙的隱藏狀態(tài)，表示第Tslot個(gè)感知時(shí)隙的隱藏狀態(tài)，Z的維數(shù)為1×Tslot；步驟5：在Y和Z已知的情況下，更新A和θ，將A和θ更新后的值對(duì)應(yīng)記為A*和θ*，將A*中第j行第j'列的元素的值記為a*j,j'，將θ*中的第j類狀態(tài)的均值和第j類狀態(tài)的方差對(duì)應(yīng)記為μj*和其中，1≤j≤2，1≤j'≤2，κ為粘性隱馬爾可夫模型的粘性因子，δ為克羅內(nèi)克函數(shù)，當(dāng)j＝j(luò)'時(shí)δj,j'的值為1，當(dāng)j≠j'時(shí)δj,j'的值為0，當(dāng)j＝1時(shí)δj,1的值為1，當(dāng)j≠1時(shí)δj,1的值為0，當(dāng)j＝2時(shí)δj,2的值為1，當(dāng)j≠2時(shí)δj,2的值為0，Nj,j'表示Tslot個(gè)感知時(shí)隙中相鄰的兩個(gè)感知時(shí)隙的前一個(gè)感知時(shí)隙的隱藏狀態(tài)為j而下一個(gè)感知時(shí)隙的隱藏狀態(tài)為j'的發(fā)生次數(shù)，Nj,1表示Tslot個(gè)感知時(shí)隙中相鄰的兩個(gè)感知時(shí)隙的前一個(gè)感知時(shí)隙的隱藏狀態(tài)為j而下一個(gè)感知時(shí)隙的隱藏狀態(tài)為1的發(fā)生次數(shù)，Nj,2表示Tslot個(gè)感知時(shí)隙中相鄰的兩個(gè)感知時(shí)隙的前一個(gè)感知時(shí)隙的隱藏狀態(tài)為j而下一個(gè)感知時(shí)隙的隱藏狀態(tài)為2的發(fā)生次數(shù)，表示中元素的個(gè)數(shù)，表示中的所有元素的值的平均值，表示由Y中位置與Z中值為j的隱藏狀態(tài)的位置對(duì)應(yīng)的所有的觀測(cè)值構(gòu)成的集合；步驟6：令A(yù)＝A*、θ＝θ*；然后返回步驟4繼續(xù)執(zhí)行，在迭代執(zhí)行至少10次后將得到的隱藏狀態(tài)向量作為最終的隱藏狀態(tài)向量，記為Zfinal，其中，A＝A*和θ＝θ*中的“＝”為賦值符號(hào)，z1final表示第1個(gè)感知時(shí)隙的最終隱藏狀態(tài)，ztfinal表示第t個(gè)感知時(shí)隙的最終隱藏狀態(tài)，表示第Tslot個(gè)感知時(shí)隙的最終隱藏狀態(tài)；步驟7：計(jì)算每個(gè)次級(jí)用戶的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，將第i個(gè)次級(jí)用戶的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量記為然后將每個(gè)次級(jí)用戶的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量與門限值進(jìn)行比較來(lái)判斷該次級(jí)用戶能否接入主用戶的授權(quán)頻段，對(duì)于第i個(gè)次級(jí)用戶，若大于門限值，則表示第i個(gè)次級(jí)用戶不能夠接入主用戶的授權(quán)頻段；若小于或等于門限值，則表示第i個(gè)次級(jí)用戶能夠接入主用戶的授權(quán)頻段；其中，1≤b≤Num，ωb表示第b個(gè)次級(jí)用戶的權(quán)重，e為自然基數(shù)，β0為融合參數(shù)，β0可調(diào)，表示向量中的第b個(gè)元素，表示向量中的第i個(gè)元素，表示獲得Zfinal時(shí)對(duì)應(yīng)的θ中的第類狀態(tài)的均值，門限值是根據(jù)給定的虛警概率計(jì)算得到的。

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