一種基于多天線系統(tǒng)幅度譜相關(guān)系數(shù)的頻譜感知方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多天線系統(tǒng)幅度譜相關(guān)系數(shù)的頻譜感知方法，其利用多個(gè)接收天線對(duì)監(jiān)測(cè)信道的信號(hào)進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào)，然后計(jì)算采樣信號(hào)的幅度譜，接著計(jì)算幅度譜的相關(guān)系數(shù)，之后計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，最后通過(guò)比較檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量與判決門(mén)限的大小，判定在該監(jiān)測(cè)信道內(nèi)有無(wú)授權(quán)用戶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻譜感知；在不同接收天線上的噪聲功率不相等時(shí)，仍然具有較高的頻譜感知性能；在頻率選擇性衰落信道中具有比Tugnait提出的方法更好的頻譜感知性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于多天線系統(tǒng)幅度譜相關(guān)系數(shù)的頻譜感知方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)，尤其是涉及一種基于多天線系統(tǒng)幅度 譜相關(guān)系數(shù)的頻譜感知方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 經(jīng)過(guò)近幾十年的無(wú)線通信快速發(fā)展，可供使用的頻譜資源大部分已經(jīng)被分配給了 特定的授權(quán)用戶。也就是說(shuō)，即使這些頻譜資源處于空閑狀態(tài)，非授權(quán)用戶也不能使用它， 這導(dǎo)致大量的非授權(quán)用戶在競(jìng)爭(zhēng)著少量的非授權(quán)頻段的資源。種種現(xiàn)象表明，現(xiàn)在的頻譜 資源越來(lái)越緊缺。然而研究發(fā)現(xiàn)，被分配給授權(quán)用戶的頻譜資源的利用率非常低。授權(quán)頻段 在空間和時(shí)間上的資源利用率在15%到85%之間，其利用率非常不平衡，如果在不干擾授 權(quán)用戶的前提下，能夠允許非授權(quán)用戶接入授權(quán)頻段，那么就能夠有效緩解頻譜資源緊缺 的問(wèn)題。認(rèn)知無(wú)線電的提出為提高頻譜資源的利用率提供了一個(gè)可行的思路，其能夠有效 利用已被分配但是處于空閑狀態(tài)的頻譜資源。為了防止對(duì)授權(quán)用戶產(chǎn)生不可接受的干擾， 同時(shí)能夠有效檢測(cè)出處于空閑狀態(tài)的頻譜資源，頻譜感知成了認(rèn)知無(wú)線電中的關(guān)鍵技術(shù)之 〇
[0003] 常見(jiàn)的頻譜感知方法有能量檢測(cè)法、相關(guān)矩陣檢測(cè)法、循環(huán)平穩(wěn)特征檢測(cè)法等。 其中，能量檢測(cè)法由Urkowitz等人在1967年發(fā)表的《Energy Detection of Unknown Deterministic Signals》（未知確定信號(hào)的能量檢測(cè)法）中提出。Urkowitz等人提出的能 量檢測(cè)法具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、計(jì)算量小等特點(diǎn)，但是該方法在噪聲功率未知情況下，頻譜感知性 會(huì)泛較差° 最近，Tugnait 在 2014 年發(fā)表的〈〈On multiple antenna spectrum sensing under noise variance uncertainty and flat fading》（在噪聲不確定性和平坦衰落信道中的 多天線頻譜感知方法）中提出了基于頻域協(xié)方差矩陣的頻譜感知方法，該方法在平坦衰落 信道中具有較好的頻譜感知性能，但是該方法在頻率選擇性衰落信道中的頻譜感知性能較 差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在頻率選擇性衰落信道中具有較高頻譜 感知性能的基于多天線系統(tǒng)幅度譜相關(guān)系數(shù)的頻譜感知方法。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種基于多天線系統(tǒng)幅度譜相關(guān) 系數(shù)的頻譜感知方法，其特征在于包括以下步驟：
[0006] ①假設(shè)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)有K個(gè)接收天線，在頻譜感知期間，每個(gè)接收天線對(duì)監(jiān)測(cè) 信道的信號(hào)進(jìn)行N次采樣，得到每個(gè)接收天線上的由N個(gè)采樣值構(gòu)成的采樣信號(hào)，將第k 個(gè)接收天線上的采樣信號(hào)中的第η個(gè)采樣值記為xk (n)，其中，K彡2, N彡K，1彡k彡K， I ^ n ^ N ；
[0007] ②計(jì)算每個(gè)接收天線上的采樣信號(hào)的幅度譜，將第k個(gè)接收天線上的采樣信號(hào)的 幅度譜中的第η'個(gè)值記為

【權(quán)利要求】
1. 一種基于多天線系統(tǒng)幅度譜相關(guān)系數(shù)的頻譜感知方法，其特征在于包括以下步驟： ① 假設(shè)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)有K個(gè)接收天線，在頻譜感知期間，每個(gè)接收天線對(duì)監(jiān)測(cè)信道 的信號(hào)進(jìn)行N次采樣，得到每個(gè)接收天線上的由N個(gè)采樣值構(gòu)成的采樣信號(hào)，將第k個(gè)接收 天線上的采樣信號(hào)中的第η個(gè)采樣值記為Xk(n)，其中，K彡2，N彡K，1彡k彡K，1彡η彡N; ② 計(jì)算每個(gè)接收天線上的采樣信號(hào)的幅度譜，將第k個(gè)接收天線上的采樣信號(hào)的幅度 譜中的第η'個(gè)值記為zk(n'= ⑷xe"+V 其中，1彡η' <N，符號(hào)"||" 為取絕對(duì)值符號(hào)，e表示自然常數(shù)，j表示虛數(shù)單位； ③ 分別計(jì)算每個(gè)接收天線上的采樣信號(hào)的幅度譜與除自身外的其余各個(gè)接 收天線上的采樣信號(hào)的幅度譜之間的相關(guān)系數(shù)，將第u個(gè)接收天線上的采樣信 號(hào)的幅度譜與第V個(gè)接收天線上的采樣信號(hào)的幅度譜之間的相關(guān)系數(shù)記為Puv，
1彡u彡K, 1彡V彡K,且u關(guān)V，zu(η'）表示第u個(gè)接收天線上的采樣信號(hào)的幅度譜 中的第η'個(gè)值，Zv (η'）表示第V個(gè)接收天線上的采樣信號(hào)的幅度譜中的第η'個(gè)值； ④ 根據(jù)每個(gè)接收天線上的采樣信號(hào)的幅度譜與除自身外的其余各個(gè)接收天線上的采 樣信號(hào)的幅度譜之間的相關(guān)系數(shù)，計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，記為Τ，(Av)2; I.… ⑤ 比較檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量T與判決門(mén)限λ的大小，如果Τ>λ，則判定在監(jiān)測(cè)信道內(nèi)有授權(quán)用 戶信號(hào)；如果T彡λ，則判定在監(jiān)測(cè)信道內(nèi)沒(méi)有授權(quán)用戶信號(hào)，其中，2 = ((β~~κ)ν) 匕表示虛警概率，〇<Pf<Ur1O為逆函數(shù)表示形式，F(xiàn)1(Pf)為F!.....:..........,......1..............的逆函數(shù)， k2J =f(Z)表示自由度為的卡方分布的概率密度函數(shù)，Z 為積分變量。
【文檔編號(hào)】H04B17/29GK104320206SQ201410539345
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】金明, 李有明, 王剛 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)