專利名稱：時間異步且循環(huán)前綴長度未知情況下的ofdm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)，尤其是涉及一種時間異步且循環(huán)前綴長度未知情況下的OFDM頻譜感知方法。
背景技術(shù)：
寬帶無線通信業(yè)務(wù)需要大量頻譜資源的支撐?，F(xiàn)有的靜態(tài)頻譜分配方式造成了頻譜資源利用率非常低的結(jié)果，從而引起了頻譜資源缺乏的現(xiàn)象。認(rèn)知無線電的提出為提高頻譜利用率提供了一個可行的思路。為了避免對已有的無線通信系統(tǒng)造成干擾，認(rèn)知無線電系統(tǒng)必須能夠判斷信道是否處于空閑狀態(tài)。頻譜感知能夠用來判斷信道是否處于空閑狀態(tài)，因此頻譜感知是認(rèn)知無線電中的關(guān)鍵技術(shù)之一。正交頻分復(fù)用(Orthogonalfrequency division multiplexing, OFDM)技術(shù)具有頻譜利用率高等特點(diǎn)，該技術(shù)是當(dāng)前和將來無線通信標(biāo)準(zhǔn)被廣泛采用的技術(shù)。因此對OFDM信號的頻譜感知(即判斷信道中是否存在OFDM信號)具有非常重要的意義?，F(xiàn)有的針對OFDM信號的頻譜感知方法主要可以分為頻域檢測法和時域檢測法兩類。其中，頻域檢測法需要計算采集信號的頻譜，因此具有較大的計算量；時域檢測法利用采集信號中循環(huán)前綴的自相關(guān)特性實現(xiàn)頻譜感知。Chaudhari等人于2009年在《Autocorrelation-BasedDecentralized Sequential Detection of OFDM Signals in Cognitive Radios (認(rèn)知無線電中基于自相關(guān)的OFDM信號分布式序貫檢測方法)》中提出了利用循環(huán)前綴的相關(guān)特性，通過計算接收信號的自相關(guān)函數(shù)來實現(xiàn)頻譜感知，但是該方法沒有考慮到自相關(guān)函數(shù)的非平穩(wěn)特性。針對這一問題，Axell等人于2011年在《Optimal and Sub-Optimal SpectrumSensing of OFDM Signals in Known and Unknown Noise Variance (已知和未知噪聲方差時的OFDM最優(yōu)和次優(yōu)頻譜感知方法)》中提出了一種新的基于循環(huán)前綴的自相關(guān)函數(shù)的頻譜感知方法，該方法與C·haudhari等人提出的方法相比，具有更優(yōu)的檢測性能，但是由于該方法需要對接收信號的所有可能的時間異步偏差量進(jìn)行搜索以實現(xiàn)時間同步，因此計算量較大；另一方面，該方法需要已知OFDM信號的循環(huán)前綴的長度，因此當(dāng)OFDM信號的循環(huán)前綴的長度未知時，Axell等人提出的方法就會失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種時間異步且循環(huán)前綴長度未知情況下的OFDM頻譜感知方法，其計算量小，且能夠在OFDM信號的循環(huán)前綴的長度未知條件下進(jìn)一步提高OFDM信號的頻譜感知性能。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種時間異步且循環(huán)前綴長度未知情況下的OFDM頻譜感知方法，其特征在于它的處理過程為:首先，對來自監(jiān)測信道的接收信號進(jìn)行采樣，得到采樣信號；然后，根據(jù)采樣信號中的采樣值，計算采樣信號的自相關(guān)函數(shù)；接著，在時間異步情況下，根據(jù)采樣信號的自相關(guān)函數(shù)中的自相關(guān)系數(shù)，計算檢驗統(tǒng)計量；最后，根據(jù)檢驗統(tǒng)計量與判決門限的大小，判斷監(jiān)測信道是否處于空閑狀態(tài)。它具體包括以下步驟:①利用認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的采樣模塊對來自監(jiān)測信道的接收信號進(jìn)行M次采樣，得到由M個采樣點(diǎn)的采樣值構(gòu)成的采樣信號，其中，M為正整數(shù)，且M>Nd，Nd表示OFDM信號的子載波的個數(shù)；②根據(jù)采樣信號中的采樣值，計算采樣信號的自相關(guān)函數(shù)，將采樣信號的自相關(guān)
函數(shù)中的第t個自相關(guān)系數(shù)記為P (t
權(quán)利要求
1.一種時間異步且循環(huán)前綴長度未知情況下的OFDM頻譜感知方法，其特征在于它的處理過程為:首先，對來自監(jiān)測信道的接收信號進(jìn)行采樣，得到采樣信號；然后，根據(jù)采樣信號中的采樣值，計算采樣信號的自相關(guān)函數(shù)；接著，在時間異步情況下，根據(jù)采樣信號的自相關(guān)函數(shù)中的自相關(guān)系數(shù)，計算檢驗統(tǒng)計量；最后，根據(jù)檢驗統(tǒng)計量與判決門限的大小，判斷監(jiān)測信道是否處于空閑狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時間異步且循環(huán)前綴長度未知情況下的OFDM頻譜感知方法，其特征在于它具體包括以下步驟: ①利用認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的采樣模塊對來自監(jiān)測信道的接收信號進(jìn)行M次采樣，得到由M個采樣點(diǎn)的采樣值構(gòu)成的采樣信號，其中，M為正整數(shù)，且M>Nd，Nd表示OFDM信號的子載波的個數(shù)； ②根據(jù)采樣信號中的采樣值，計算采樣信號的自相關(guān)函數(shù)，將采樣信號的自相關(guān)函數(shù) 中的第t個自相關(guān)系數(shù)記為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種時間異步且循環(huán)前綴長度未知情況下的OFDM頻譜感知方法，它的處理過程為首先，對來自監(jiān)測信道的接收信號進(jìn)行采樣，得到采樣信號；然后，根據(jù)采樣信號中的采樣值，計算采樣信號的自相關(guān)函數(shù)；接著，在時間異步情況下，根據(jù)采樣信號的自相關(guān)函數(shù)中的自相關(guān)系數(shù)，計算檢驗統(tǒng)計量；最后，根據(jù)檢驗統(tǒng)計量與判決門限的大小，判斷監(jiān)測信道是否處于空閑狀態(tài)；優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明方法不需要時間同步就能夠直接利用采樣信號進(jìn)行頻譜感知，因此有效地降低了計算復(fù)雜度；本發(fā)明方法在OFDM信號的循環(huán)前綴的長度未知時，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)對OFDM信號的頻譜感知，且能夠進(jìn)一步提高OFDM信號的頻譜感知性能。
文檔編號H04B17/00GK103248441SQ20131016822
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月6日
發(fā)明者金明, 王炯滔, 李有明, 王剛, 王曉麗, 陳杰輝 申請人:寧波大學(xué)