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一種基于最大廣義特征值的頻譜感知方法

文檔序號(hào):7928840閱讀:240來源:國(guó)知局
專利名稱:一種基于最大廣義特征值的頻譜感知方法
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),尤其是涉及一種基于最大廣義特征值的頻譜感知方法。
背景技術(shù)
隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng),人們對(duì)頻譜資源的需求量不斷提高。然而,實(shí)際中的可用物理頻譜資源是有限的,且大部分的可用物理頻譜資源已經(jīng)分配給了不同的通信業(yè)務(wù),這就造成了頻譜資源的擁擠現(xiàn)象,使得大量涌現(xiàn)的新通信業(yè)務(wù)無法有效接入。實(shí)際上大量被分配給特定通信業(yè)務(wù)的物理頻譜資源在許多時(shí)間、空間上處于空閑狀態(tài),這表明現(xiàn)在的頻譜資源缺乏現(xiàn)象不是由物理頻譜資源缺乏而引起的,而是由于固定的頻譜資源分配政策引起的。固定的頻譜資源分配政策使得已經(jīng)被分配的頻譜資源(頻段)即使處于空閑狀態(tài),非授權(quán)用戶也不能接入該頻段,從而導(dǎo)致頻譜資源的利用率嚴(yán)重低下。認(rèn)知無線電(Cognitive Radio, CR)技術(shù)為從本質(zhì)上解決無線通信的頻譜資源越來越緊缺的問題提供了一種可行方案。認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的認(rèn)知用戶需要對(duì)授權(quán)用戶擁有的頻段進(jìn)行頻譜感知,在授權(quán)用戶沒有使用該頻段的前提下(即所感知的頻段處于空閑狀態(tài)),接入空閑頻段進(jìn)行通信。認(rèn)知無線電系統(tǒng)周期性得對(duì)監(jiān)測(cè)信道進(jìn)行頻譜感知,從某次頻譜感知操作的開始到下次頻譜感知操作的開始之間的時(shí)間段稱為感知周期。目前,基于特征值的頻譜感知方法(包括基于最大特征值的頻譜感知方法、基于最大最小特征值的頻譜感知方法等)的每個(gè)感知周期采樣的信號(hào)只用于判斷本感知周期中有無授權(quán)用戶信號(hào);基于特征值的頻譜感知方法要求相鄰天線之間授權(quán)用戶信號(hào)具有高相關(guān)性,當(dāng)相鄰天線之間授權(quán)用戶信號(hào)低相關(guān)甚至不相關(guān)時(shí),此類頻譜感知方法會(huì)失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種頻譜感知性能良好,能夠有效克服已有基于特征值的頻譜感知方法在相鄰天線之間授權(quán)用戶信號(hào)相關(guān)性較低時(shí)頻譜感知性能較差的缺點(diǎn)的基于最大廣義特征值的頻譜感知方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種基于最大廣義特征值的頻譜感知方法,其特征在于包括以下步驟①在認(rèn)知無線電系統(tǒng)的每個(gè)感知周期內(nèi),利用M個(gè)天線對(duì)監(jiān)測(cè)信道的信號(hào)進(jìn)行K 次采樣,M彡2,K彡2M;②將當(dāng)前感知周期內(nèi)M個(gè)天線上第k次采樣得到的信號(hào)記為x(k),x(k)= [X1 (k), Xm (k),…,h(k)]T,其中,k e [1,K],l彡m彡M,Xl(k)表示當(dāng)前感知周期內(nèi)第1個(gè)天線上第k次采樣得到的信號(hào),^(k)表示當(dāng)前感知周期內(nèi)第m個(gè)天線上第k次采樣得到的信號(hào),%(k)表示當(dāng)前感知周期內(nèi)第M個(gè)天線上第k次采樣得到的信號(hào),[Xl (k),…, xffl(k),…,[Xl(k),-,xffl(k),…,%(k)]的轉(zhuǎn)置矩陣;
③假設(shè)當(dāng)前感知周期之前存在監(jiān)測(cè)信道內(nèi)無授權(quán)用戶信號(hào)的兩個(gè)感知周期,提取當(dāng)前感知周期之前且監(jiān)測(cè)信道內(nèi)無授權(quán)用戶信號(hào)的兩個(gè)感知周期內(nèi)M個(gè)天線上觀次采樣得到的信號(hào),將當(dāng)前感知周期之前且監(jiān)測(cè)信道內(nèi)無授權(quán)用戶信號(hào)的兩個(gè)感知周期內(nèi)M個(gè)天線上第 k'采樣得到的信號(hào)記為 y(k' ),y(k' ) = [Yl(k' ), -,yffl(k' ), -,yM(k')] T,其中,k' e [1,2K],1 ^m^M, Yl(k')表示當(dāng)前感知周期之前且監(jiān)測(cè)信道內(nèi)無授權(quán)用戶信號(hào)的兩個(gè)感知周期內(nèi)第1個(gè)天線上第k'次采樣得到的信號(hào),ym(k')表示當(dāng)前感知周期之前且監(jiān)測(cè)信道內(nèi)無授權(quán)用戶信號(hào)的兩個(gè)感知周期內(nèi)第m個(gè)天線上第k'次采樣得到的信號(hào),yM(k')表示當(dāng)前感知周期之前且監(jiān)測(cè)信道內(nèi)無授權(quán)用戶信號(hào)的兩個(gè)感知周期內(nèi)第M 個(gè)天線上第k'次采樣得到的信號(hào),[yi(k'),…,ym(k'),…,yM(k' )]1[yi(k' ),···, yffl(k'),…,yM(k')]的轉(zhuǎn)置矩陣;④計(jì)算當(dāng)前感知周期內(nèi)M個(gè)天線上K次采樣得到的信號(hào)的協(xié)方差矩陣,記為Rx,
Rx=±x(kW(k),計(jì)算當(dāng)前感知周期之前且監(jiān)測(cè)信道內(nèi)無授權(quán)用戶信號(hào)的兩個(gè)感知周期內(nèi)M
權(quán)利要求
1. 一種基于最大廣義特征值的頻譜感知方法,其特征在于包括以下步驟①在認(rèn)知無線電系統(tǒng)的每個(gè)感知周期內(nèi),利用M個(gè)天線對(duì)監(jiān)測(cè)信道的信號(hào)進(jìn)行K次采樣,M彡2,K彡2M ;②將當(dāng)前感知周期內(nèi)M個(gè)天線上第k次采樣得到的信號(hào)記為x(k),x(k)= [Xl(k),···, xffl (k),…,~(k)]T,其中,k e [1,K],1彡m彡M,Xl(k)表示當(dāng)前感知周期內(nèi)第1個(gè)天線上第k次采樣得到的信號(hào),xffl(k)表示當(dāng)前感知周期內(nèi)第m個(gè)天線上第k次采樣得到的信號(hào), %(k)表示當(dāng)前感知周期內(nèi)第M個(gè)天線上第k次采樣得到的信號(hào),[
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于最大廣義特征值的頻譜感知方法,其通過利用當(dāng)前感知周期之前且監(jiān)測(cè)信道內(nèi)無授權(quán)用戶信號(hào)的兩個(gè)感知周期內(nèi)采樣的信號(hào),計(jì)算最大廣義特征值和檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量值,再通過判斷檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量值與判決門限的大小判定當(dāng)前感知周期的監(jiān)測(cè)信道內(nèi)有無授權(quán)用戶信號(hào),實(shí)現(xiàn)頻譜感知,本發(fā)明方法克服了已有的基于特征值的頻譜感知方法在相鄰天線之間授權(quán)用戶信號(hào)相關(guān)性較低時(shí)頻譜感知性能較差的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B17/00GK102271022SQ201110206708
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者李有明, 王讓定, 金明 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)
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