一種基于信號聚合特性的認知無線電寬帶頻譜感知方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及認知無線電頻譜感知【技術領域】，公開了用于認知無線電寬帶頻譜感知的方法，基于OFDM技術體制和能量檢測器的寬帶頻譜感知，根據(jù)授權用戶的信號聚合特性，提出了一種有效的、易實現(xiàn)的寬帶頻譜感知方法。首先，采用迭代閾值檢測方法HITT有效地確定寬帶授權頻譜中被授權用戶占用的子頻段和空閑子頻段；其次，基于信號集合勢的檢測方法SACM改善HITT的感知性能。使用基于信號聚合特性的寬帶頻譜感知方法，可以有效的解決低信噪比條件下授權用戶子載波和噪聲子載波難以區(qū)分的問題，很大程度地改善寬帶頻譜感知的性能。
【專利說明】一種基于信號聚合特性的認知無線電寬帶頻譜感知方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于認知無線電(Cognitive Radio, CR)領域,尤其涉及認知無線電寬帶頻譜感知技術。
【背景技術】
[0002]認知無線電(Cognitive Radio, CR)作為一種新興的、致力于解決無線電頻譜資源匱乏問題的關鍵技術，近年來得到了非常廣泛的重視。CR能夠動態(tài)地利用時間和空間上暫時空閑的無線頻譜資源，因此被認為是未來實現(xiàn)動態(tài)頻譜接入、解決無線頻譜資源緊缺問題的關鍵技術之一。CR是一種復雜的無線通信系統(tǒng)，需要解決無線頻譜感知、動態(tài)頻譜接入和分配管理等諸多問題。對系統(tǒng)外部的已授權頻譜狀態(tài)進行感知，是CR的核心技術之一，也是實現(xiàn)動態(tài)頻譜管理和共享的前提。
[0003]目前，匹配濾波器感知技術(MatchedFilter based Spectrum Sensing, MFSS)、能量檢測感知技術(Energy Detection based Spectrum Sensing, EDSS)和循環(huán)平穩(wěn)特征感知技術(Cyclostationary Feature based Spectrum Sensing, CFSS)是最常用的三種頻譜感知技術。匹配濾波器檢測技術是在已知授權用戶(Primary User, PU)信號先驗信息情況下的一種最優(yōu)檢測方法，這些先驗信息包括調制方式、脈沖波形、導頻信號、數(shù)據(jù)包格式、同步碼或擴頻碼以及信道狀態(tài)信息等；如果接收機不具備足夠的先驗信息，那么最佳的頻譜感知方法就是能量檢測，因為能量檢測僅僅根據(jù)接收信號的能量大小進行頻譜狀態(tài)判別；循環(huán)平穩(wěn)特征檢測方法是利用接收信號的循環(huán)平穩(wěn)特性對PU信號進行檢測，利用了 信號的部分先驗信息。這三種方法各有所長，因此需要根據(jù)實際情況選擇其中最優(yōu)的一種或將多種方法結合使用，關于它們的比較見表1:
[0004]表I三種典型的頻譜感知技術優(yōu)缺點對比
[0005]
【權利要求】
1.一種基于信號聚合特性的認知無線電寬帶頻譜感知方法，其特征在于，從頻譜感知能量值集合Z = [Z1, Z2,..., ZQ]T中確定初始迭代集合Sfu，初始迭代集合Sw對應于迭代檢測開始時的最小噪聲子載波集合，在初始迭代集合S11基礎上，根據(jù):S0.={1，2，…,Ζ,Ζ +1，人+ 2,…,L+/-1}(/ 2 2)得到第i個子載波的集合，逐個地迭代更新初始迭代集合；如果集合^爿對應的感知能量值集合的信號集合平均強度EASS小于感知能量值集合Sq，從新迭代入的感知能量值Zi+L中確定包含的信號成分，從而得到空閑子載波集合和PU信號占用子載波集合；根據(jù)兩個不同的恒定虛警率確定對應的檢測閾值λ ?和λ y根據(jù)檢測閾值λ ?和\獲得PU信號存在的子載波判決集合為S和Si，其中，在閾值入?和λ,下，和I,?分別為PU子載波集合的第m個子集，所有m個子集中的元素對應的都是寬帶頻譜上位置連續(xù)的子載波，不同子集中的子載波在對應的頻譜位置上不連續(xù)；獲取集合和,中包含的公共元素部分，確定公共元素部分對應的信號聚合勢檢測SACM的判決集合，組合全部SACM的判決集合，即得到最終判決的PU占用子載波集合，其中，Q為OFDM子載波個數(shù)，L為頻譜感知能量值集合中只包含噪聲信號的最小元素個數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，迭代運算從i= I開始，根據(jù)PU信號子載
波集合和噪聲子載波集合的邊界B，調用判決方程方程:
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)閾值入?和對感知能量值集合zP< =[zM,zL+2,--,zQJ分別進行判決，獲得相應的兩個判決集合和為:會腳=UH 、_卿丨=Σ:Χι
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)公式B= L+ ξ -1確定邊界B，獲得PU信號子載波集合=^dj =B+j\B = L+4-l,j =1,2,...,Q-1^，確定PU信號占用的子載波在寬帶LFB上對應子頻段的位置，完成寬帶頻譜感知，ξ為判決方程運算結果為錯誤時的i值。
【文檔編號】H04B17/00GK103780323SQ201410072287
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權日:2014年2月28日
【發(fā)明者】申濱, 王舒, 黃瓊, 陳前斌, 張祖凡 申請人:重慶郵電大學