專利名稱：一種時(shí)間同步情況下的ofdm信號(hào)頻譜感知方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的頻譜感知技術(shù)，尤其是涉及一種時(shí)間同步情況下的OFDM信號(hào)頻譜感知方法。
背景技術(shù)：
寬帶無線通信業(yè)務(wù)需要大量頻譜資源的支撐?，F(xiàn)有的靜態(tài)頻譜分配方式造成了頻譜資源利用率非常低的結(jié)果，從而引起了頻譜資源缺乏的現(xiàn)象。認(rèn)知無線電的提出為提高頻譜利用率提供了一個(gè)可行的思路。為了避免對(duì)已有的無線通信系統(tǒng)造成干擾，認(rèn)知無線電系統(tǒng)必須能夠判斷信道是否處于空閑狀態(tài)。頻譜感知能夠用來判斷信道是否處于空閑狀態(tài)，因此頻譜感知是認(rèn)知無線電中的關(guān)鍵技術(shù)之一。正交頻分復(fù)用(Orthogonalfrequency division multiplexing, OFDM)技術(shù)具有頻譜利用率高等特點(diǎn)，該技術(shù)是當(dāng)前和將來無線通信標(biāo)準(zhǔn)被廣泛采用的技術(shù)。因此對(duì)OFDM信號(hào)的頻譜感知(即判斷信道中是否存在OFDM信號(hào))具有非常重要的意義?，F(xiàn)有針對(duì)OFDM信號(hào)的頻譜感知方法主要可以分為頻域檢測(cè)法和時(shí)域檢測(cè)法兩類。其中，頻域檢測(cè)法需要計(jì)算信號(hào)的頻譜，因此具有較大的計(jì)算量。時(shí)域檢測(cè)法主要利用OFDM信號(hào)中循環(huán)前綴的自相關(guān)特性實(shí)現(xiàn)頻譜感知。Chaudhari等人于2009年在《Autocorrelation-BasedDecentralized Sequential Detection of OFDM Signals in Cognitive Radios(認(rèn)知無線電中基于自相關(guān)的OFDM信號(hào)分布式序貫檢測(cè)方法)》中提出了利用循環(huán)前綴的自相關(guān)特性，通過計(jì)算接收信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)頻譜感知，但是該方法沒有考慮到自相關(guān)函數(shù)的非平穩(wěn)特性。針對(duì)這一問題，Axell等人于2011年在《Optimal and Sub-Optimal SpectrumSensing of OFDM Signals in Known and Unknown Noise Variance (已知和未知噪聲方差時(shí)的OFDM最優(yōu)和次優(yōu)頻譜感知方法)》中提出了一種新的基于接收信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)的頻譜感知方法。在時(shí)間同步情 況下，與Chaudhari等人提出的方法相比,Axell等人提出的方法具有更優(yōu)的檢測(cè)性能，但是Axell等人提出的方法沒有利用循環(huán)前綴自相關(guān)函數(shù)具有的非負(fù)特性，其檢測(cè)性能仍不是很理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種時(shí)間同步情況下的OFDM信號(hào)頻譜感知方法，其能夠有效地提高OFDM信號(hào)的頻譜感知性能，且計(jì)算復(fù)雜度低。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種時(shí)間同步情況下的OFDM信號(hào)頻譜感知方法，其特征在于它的處理過程為:首先，對(duì)來自監(jiān)測(cè)信道的接收信號(hào)進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào)；然后，根據(jù)采樣信號(hào)中的采樣值，計(jì)算采樣信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)；接著，在時(shí)間同步情況下，從采樣信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)中挑選出第I個(gè)至第N。個(gè)自相關(guān)系數(shù)，再利用挑選出的N。個(gè)自相關(guān)系數(shù)，計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，其中，Nc表示OFDM信號(hào)的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度 ’最后，根據(jù)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量與判決門限的大小，判斷監(jiān)測(cè)信道是否處于空閑狀態(tài)。它具體包括以下步驟:
①假設(shè)OFDM信號(hào)的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度和子載波的個(gè)數(shù)已知，記OFDM信號(hào)的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度為N。，記OFDM信號(hào)的子載波的個(gè)數(shù)為Nd，且N。彡Nd ;利用認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的采樣模塊對(duì)來自監(jiān)測(cè)信道的接收信號(hào)進(jìn)行M次采樣，得到由M個(gè)采樣點(diǎn)的采樣值構(gòu)成的采樣信號(hào)，其中，M=KX (Nc+Nd)+Nd, K表示任意正整數(shù)；②根據(jù)采樣信號(hào)中的采樣值，計(jì)算采樣信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)，將采樣信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)中的第t個(gè)自相關(guān)系數(shù)記為P (t)，
權(quán)利要求
1.一種時(shí)間同步情況下的OFDM信號(hào)頻譜感知方法，其特征在于它的處理過程為:首先，對(duì)來自監(jiān)測(cè)信道的接收信號(hào)進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào)；然后，根據(jù)采樣信號(hào)中的采樣值，計(jì)算采樣信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)；接著，在時(shí)間同步情況下，從采樣信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)中挑選出第I個(gè)至第N。個(gè)自相關(guān)系數(shù)，再利用挑選出的N。個(gè)自相關(guān)系數(shù)，計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，其中，N。表示OFDM信號(hào)的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度；最后，根據(jù)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量與判決門限的大小，判斷監(jiān)測(cè)信道是否處于空閑狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時(shí)間同步情況下的OFDM信號(hào)頻譜感知方法，其特征在于它具體包括以下步驟: ①假設(shè)OFDM信號(hào)的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度和子載波的個(gè)數(shù)已知，記OFDM信號(hào)的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度為N。，記OFDM信號(hào)的子載波的個(gè)數(shù)為Nd，且N。( Nd ;利用認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的采樣模塊對(duì)來自監(jiān)測(cè)信道的接收信號(hào)進(jìn)行M次采樣，得到由M個(gè)采樣點(diǎn)的采樣值構(gòu)成的采樣信號(hào)，其中，M=KX (Nc+Nd)+Nd, K表示任意正整數(shù)； ②根據(jù)采樣信號(hào)中的采樣值，計(jì)算采樣信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)，將采樣信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)中的第t個(gè)自相關(guān)系數(shù)記為P (t)，
全文摘要
本發(fā)明公開了一種時(shí)間同步情況下的OFDM信號(hào)頻譜感知方法，它的處理過程為對(duì)來自監(jiān)測(cè)信道的接收信號(hào)進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào)；根據(jù)采樣信號(hào)中的采樣值，計(jì)算采樣信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)；在時(shí)間同步情況下，從采樣信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)中挑選出第1個(gè)至第Nc個(gè)自相關(guān)系數(shù)，再利用挑選出的Nc個(gè)自相關(guān)系數(shù)，計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，其中，Nc表示OFDM信號(hào)的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度；根據(jù)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量與判決門限的大小，判斷監(jiān)測(cè)信道是否處于空閑狀態(tài)；優(yōu)點(diǎn)是在時(shí)間同步情況下只需要利用與循環(huán)前綴的長(zhǎng)度相同個(gè)數(shù)的自相關(guān)系數(shù)來計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，因此大大降低了計(jì)算復(fù)雜度；在計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的過程中，利用了與循環(huán)前綴對(duì)應(yīng)的自相關(guān)系數(shù)具有的非負(fù)特性，有效地提高了OFDM信號(hào)的頻譜感知性能。
文檔編號(hào)H04L27/26GK103248442SQ20131016822
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月6日
發(fā)明者金明, 王炯滔, 李有明, 王剛, 王曉麗, 陳杰輝 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)