專利名稱：一種基于循環(huán)對稱性的認(rèn)知無線電頻譜感知方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于循環(huán)對稱性的認(rèn)知無線電頻譜感知方法，屬于通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
認(rèn)知無線電是從根本上提高無線通信的頻譜效率、功率效率、系統(tǒng)容量的技術(shù)手 段，能滿足未來高速高質(zhì)量信息服務(wù)對寬帶無線通信的需求，是實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)具有可擴(kuò)展、 可重構(gòu)功能的技術(shù)之一。認(rèn)知無線電系統(tǒng)的通信環(huán)境是比較復(fù)雜和惡劣的，要求作為認(rèn)知 無線電核心和基礎(chǔ)的頻譜感知算法在低信噪比下也要有好的性能，而循環(huán)平穩(wěn)理論建立起 了所謂的循環(huán)頻率-譜頻率的二維頻譜平面，開辟了更為豐富的信號分析領(lǐng)域，又因其更 強(qiáng)的抗干擾、抗噪聲能力以及反映信號更多參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)滿足了頻譜感知技術(shù)的研究需要。通常把統(tǒng)計(jì)特性呈周期或多周期(各周期不能通約)平穩(wěn)變化的信號統(tǒng)稱為循環(huán) 平穩(wěn)或周期平穩(wěn)(cyclostationary)過程。根據(jù)所呈現(xiàn)的周期性的統(tǒng)計(jì)數(shù)字特性，循環(huán)平 穩(wěn)過程還可進(jìn)一步分為一階(均值)、二階(相關(guān)函數(shù))和高階(高階累積量)循環(huán)平穩(wěn)， 目前研究最多的是二階循環(huán)平穩(wěn)。其定義如下如果隨機(jī)過程x(t)是一個(gè)零均值的非平穩(wěn)復(fù)信號，由于均值為零，取其相關(guān)函 數(shù)，如下式所示Rx (t ； τ ) = E {χ (t) χ* (t_ τ )}如果自相關(guān)函數(shù)艮(〖，τ)是周期信號，則稱x(t)為二階循環(huán)平穩(wěn)過程。按照高 階距和高階累積量理論，它應(yīng)被稱為二階時(shí)變距。由于Rx(t，τ)是周期信號，展開為傅立 葉級數(shù)如下式所示
權(quán)利要求
1.一種基于循環(huán)對稱性的認(rèn)知無線電頻譜感知方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、采樣無線電信號，并采用SSCA算法獲取所述無線電信號的循環(huán)譜； 步驟二、在步驟一獲取的循環(huán)譜上選擇15對對稱點(diǎn)； 步驟三、計(jì)算步驟二所述15對對稱點(diǎn)幅度差值的和；步驟四、判斷步驟三獲取的所述15對對稱點(diǎn)幅度差值的和是否小于對稱性判決門限， 判斷結(jié)果為是，判定為信道內(nèi)有主用戶信號；判斷結(jié)果為否，判定為信道內(nèi)無主用戶信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于循環(huán)對稱性的認(rèn)知無線電頻譜感知方法，其特征在 于，步驟一中采樣無線電信號，采用SSCA算法獲取所述無線電信號的循環(huán)譜的過程為步驟11、接收無線電信號；步驟12、進(jìn)行下變頻處理，將接收到的無線電信號處理為中頻信號，中頻信號的頻率為 700MHz 6GHz ；步驟13、對步驟12的中頻信號進(jìn)行采樣，采樣頻率為所述中頻信號頻率的2. 5至4倍； 步驟14、對步驟13采樣獲取的采樣信號采用SSCA算法獲取所述無線電信號的循環(huán)譜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于循環(huán)對稱性的認(rèn)知無線電頻譜感知方法，其特征在 于，步驟二中在循環(huán)譜上選擇15對對稱點(diǎn)的過程為循環(huán)譜為二維頻率平面，橫坐標(biāo)為循環(huán)頻率α，縱坐標(biāo)為譜頻率f， 譜頻率f選取的點(diǎn)為fs/4、0、_fs/4， 其中fs為采樣頻率，循環(huán)頻率 α 選取的點(diǎn)為-fs(l/2+4/N' ),-fs/2,-fs(l/2-4/N' ),-fs(8/N' ),-fs(4/ N' ),fs(4/N' )、fs(8/N' )、fs(l/2-4/N' )、fs/2、fs (1/2+4/N')， 其中，N'為SSCA算法在復(fù)解調(diào)中的FFT點(diǎn)數(shù)，每個(gè)譜頻率f對應(yīng)的循環(huán)頻率α的對稱點(diǎn)分別為-fs(l/2+4/N')和仁(1/2+4/ N' ) ;-fs/2 和 fs/2 ;-fs(l/2-4/N')和 fs(l/2-4/N' ) ；-fs(8/N')和 fs(8/N' ) ；-fs(4/ N')和 f』4/N')，則15對對稱點(diǎn)為譜頻率f = fs/4、0和-fs/4分別對應(yīng)的5對對稱點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于循環(huán)對稱性的認(rèn)知無線電頻譜感知方法，其特征在 于，步驟三中的15對對稱點(diǎn)幅度差值的和SUM按如下公式獲取13 10/2式中，L表示譜頻率取點(diǎn)數(shù)，P表示循環(huán)頻率取點(diǎn)數(shù)，H(L，P)為循環(huán)譜上坐標(biāo)(L，P)的 采樣信號的幅度，H(L，10+1-P)為坐標(biāo)(L，P)的對稱位置的采樣信號的幅度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于循環(huán)對稱性的認(rèn)知無線電頻譜感知方法，其特征在 于，步驟四中對稱性判決門限lim_value的取值范圍為0. 01 0. 09。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于循環(huán)對稱性的認(rèn)知無線電頻譜感知方法，其特征在 于，步驟四中對稱性判決門限lim_value的取值為0. 05。
全文摘要
一種基于循環(huán)對稱性的認(rèn)知無線電頻譜感知方法，屬于通信領(lǐng)域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有通過接收信號循環(huán)譜的是否有對稱性來實(shí)現(xiàn)無線電感知頻譜的方法計(jì)算量大，運(yùn)算復(fù)雜，而且在低信噪比情況下頻譜感知的準(zhǔn)確性不高的問題。本發(fā)明方法包括以下步驟步驟一、采樣無線電信號，并采用SSCA算法獲取所述無線電信號的循環(huán)譜；步驟二、在步驟一獲取的循環(huán)譜上選擇15對對稱點(diǎn)；步驟三、計(jì)算步驟二所述15對對稱點(diǎn)幅度差值的和；步驟四、判斷步驟三獲取的所述15對對稱點(diǎn)幅度差值的和是否小于對稱性判決門限，判斷結(jié)果為是，判定為信道內(nèi)有主用戶信號；判斷結(jié)果為否，判定為信道內(nèi)無主用戶信號。明顯提高了低信噪比情況下頻譜感知的準(zhǔn)確性。
文檔編號H04B17/00GK102111228SQ201110047810
公開日2011年6月29日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者吳少川, 常堅(jiān), 張佳巖, 沙學(xué)軍, 白旭, 管修摯, 高玉龍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)