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申请/专利权人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所

摘要：本发明涉及一种星地融合网络中的频谱感知方法，包括：构建星地融合网络频谱感知模型；地面感知节点获取每颗卫星的位置信息和每颗卫星的授权频段载波频率，并统计每个卫星授权频段的频段占用概率；基于每颗卫星的卫星位置信息、授权频段载波频率、每个卫星授权频段的频段占用概率和参考虚警概率，地面感知节点选定执行频谱感知的感知频段；基于选定的感知频段，地面感知节点配置频谱感知参数；地面感知节点在选定的感知频段上使用配置的感知参数执行频谱感知。本发明优化了地面感知节点的感知频段选择和感知参数配置，在避免对卫星系统产生严重干扰的前提下，提高了地面通信系统的吞吐量，提升了星地融合网络的频谱利用效率。

主权项：1.一种星地融合网络中的频谱感知方法，其特征在于，包括：步骤S1，构建星地融合网络频谱感知模型，所述星地融合网络频谱感知模型包括若干具有不同轨道参数的卫星，以及处于卫星覆盖重叠区域的地面感知节点；步骤S2，所述地面感知节点获取每颗卫星的位置信息和每颗卫星的授权频段载波频率，并统计每个卫星授权频段的频段占用概率；步骤S3，基于所述每颗卫星的卫星位置信息、所述每颗卫星的授权频段载波频率、所述每个卫星授权频段的频段占用概率和参考虚警概率，所述地面感知节点选定执行频谱感知的感知频段；所述步骤S3包括：步骤S31，基于所述每颗卫星的卫星位置信息、所述每颗卫星的授权频段载波频率和所述参考虚警概率，所述地面感知节点获取每个卫星授权频段上的参考感知时间；步骤S32，从M个卫星授权频段中任选n个频段得到一个感知频段组合，穷举所有组合获取所有可行的感知频段组合；M为可用的卫星授权频段数量，1≤n≤N，N＝minL,M，表示所述地面感知节点至多可同时对L个卫星授权频段进行频谱感知；步骤S33，基于所述参考感知时间和所述每个卫星授权频段的频段占用概率，计算每个可行的感知频段组合的参考联合感知时间和参考地面系统吞吐量；步骤S34，选择所述参考地面系统吞吐量最大时对应的感知频段组合，作为地面感知节点执行频谱感知的感知频段；步骤S4，基于选定的感知频段，所述地面感知节点配置所采用的频谱感知参数；其中，所述频谱感知参数包括频谱感知时间和能量检测阈值；所述步骤S4包括：步骤S41，建立以最大化地面系统吞吐量为目标的频谱感知时间优化问题；步骤S42，所述地面感知节点对所述频谱感知时间优化问题进行求解，得到在选定的感知频段上采用的频谱感知时间τ；步骤S43，基于所述频谱感知时间τ，计算地面感知节点在第m颗卫星的授权频段上采用的能量检测阈值；m∈Ψ，Ψ表示选定的感知频段所对应卫星编号的集合；所述频谱感知时间优化问题的表达式如下： 式中，T表示帧持续时间；C0,m表示当第m颗卫星的授权频段空闲，且地面感知节点未产生虚警时，地面通信系统在第m颗卫星授权频段上的传输容量；C1,m表示当第m颗卫星的授权频段被占用，但地面感知节点未正确检测时，地面通信系统在第m颗卫星授权频段上的传输容量；Pm表示第m颗卫星的授权频段的频段占用概率；表示预设的目标检测概率；Q·表示标准高斯分布的互补分布函数，Q-1·表示Q·的反函数；γm表示第m颗卫星m＝1,…,M的信噪比，fs表示地面感知节点执行频谱感知时的采样频率，τ为频谱感知时间；步骤S5，所述地面感知节点在选定的感知频段上使用配置的感知参数执行频谱感知。

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