專利名稱：一種基于信號到達方向估計的頻譜感知方法
技術領域：
本發明涉及認知無線電中的主用戶頻譜感知的實現方法，屬于通信技術領域。
背景技術：
近幾十年來，無線通信技術的發展突飛猛進，移動通信系統已經從第一代(IG)的模擬通信系統(AMPS，TACS)、第二代QG)的全球移動通訊系統(GSM)和IS-95系統發展到已經開始商用的第三代(3G)的寬帶碼分多址系統(WCDM)、碼分多址(CDMA 2000)和時分同步碼分多址(TD-CDMA)系統，其下一個階段將演進到后三代/四代(B3G/4G)移動通信系統。無線接入技術出現了眾多標準來滿足人們對數據業務的需求，比如無線個域網(WPAN)、 無線局域網(WLAN)和無線城域網(WMAN)等。隨著信息社會經濟的快速發展，人們對移動通信及寬帶無線接入業務的需求不斷增長，無線頻譜資源需求越來越多。然而，自然界可以利用的無線頻譜資源是有限的，因此如何提高頻譜的利用率是無線通信領域的主要任務。在無線頻譜管理上，目前世界上絕大部分國家的頻譜資源都是采用固定分配方式，由專門的頻譜管理部門將整個無線頻譜劃分成連續的頻段，分配特定的頻段給特定的通信用戶使用。美國聯邦通信委員會(FCC) 2002年12月出版的一份頻譜使用統計報告指出，有些授權頻段使用非常頻繁，而有些授權頻段卻十分空閑。另一份由美國伯克利無線電研究中心測量的頻譜利用圖表明在已經分配的3GHz以下的頻段中有多達70%的頻譜資源未得到充分利用。這種固定頻譜分配方式造成了頻譜資源的浪費，是頻譜需求緊張的一個主要原因。怎樣才能使空閑的頻譜被利用起來，怎樣提高頻譜的利用效率，成為人們非常關注的技術問題，為了解決這一問題，1999年Jowph Mitola III博士將軟件無線電的概念進一步擴展，引入了認知無線電的概念。其思想是允許未授權用戶(也稱認知用戶)在不對主用戶造成干擾的前提下，享用空閑的授權頻譜，其中，頻譜感知是認知無線電得以實現的重要保證。頻譜感知是指通過感知頻譜空洞，以辨識當前可用于認知無線電用戶通信的頻譜機會。現有的頻譜感知方法都是基于頻譜機會的定義為“在特定時間特點地理區域內未被主用戶使用的頻帶”，它僅僅開發了頻率、時間、空間三個維度的頻譜空洞。隨著多天線技術的飛速發展，如波束成形，信號的傳輸是有方向性的，多用戶可以在相同時間相同地區復用到相同的信道，因此可以把方向角度當成頻譜空間的一部分，創造新的頻譜機會。
發明內容
技術問題本發明所要解決的問題是如何進行方向角度域的頻譜感知，從而可以創造新的頻譜機會。技術方案本發明所提出的技術問題是這樣解決的 一種基于信號到達方向估計的頻譜感知方法，其特征在于 首先對主用戶信號是否存在進行檢測；
檢測結果A 主用戶信號不存在，表明此刻主用戶沒有占用該頻段，無需再做進一步感知；B 如果主用戶信號存在，再進一步對該信號的到達方向進行估計。
進ー步地
首先運用廣義似然比檢驗理論用接收信號的樣本協方差矩陣的最大特征值與特征值 之和的比
權利要求
1.一種基于信號到達方向估計的頻譜感知方法，其特征在于 首先對主用戶信號是否存在進行檢測；檢測結果A 主用戶信號不存在，表明此刻主用戶沒有占用該頻段，無需再做進一步感知；B 如果主用戶信號存在，再進一步對該信號的到達方向進行估計。
2.根據權利要求1所述的一種基于信號到達方向估計的頻譜感知方法，其特征在于 首先運用廣義似然比檢驗理論用接收信號的樣本協方差矩陣的最大特征值與特征值之和的比人·
3.根據權利要求1或2所述的一種基于信號到達方向估計的頻譜感知方法，其特征在于，具體步驟為a.計算接收信號的樣本協方差矩陣設
全文摘要
本發明公開了一種基于信號到達方向估計的頻譜感知方法，包括在應用智能天線技術的認知無線電系統中，把信號傳輸方向角度當成一種頻譜機會，對主用戶信號進行兩步感知首先用基于廣義似然比檢驗方法檢測主用戶信號，即以樣本協方差矩陣的最大特征值與特征值的和之比作為檢驗統計量，與根據給定的虛警概率設置的判決門限做比較來判決主用戶信號是否存在，若主用戶不存在，則可以使用該信道，若主用戶存在，則進一步用經典的MUSIC算法估計主用戶信號到達的方向。認知用戶可以選擇其他不會對主用戶造成干擾的方向通信，這種頻譜感知方法不但可以有效地感知時間、頻率、空間域的頻譜空洞，還可以感知角度域的頻譜空洞，增加頻譜機會。
文檔編號H04W16/14GK102291186SQ201110188030
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月6日 優先權日2011年7月6日
發明者傅志中, 劉洪盛, 徐進, 謝晶晶, 鮮海瀅 申請人:電子科技大學