[发明专利]一种基于最大广义特征值的频谱感知方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种认知无线电系统中的频谱感知技术，尤其是涉及一种基于最大广义特征值的频谱感知方法。

背景技术

随着移动通信业务的快速增长，人们对频谱资源的需求量不断提高。然而，实际中的可用物理频谱资源是有限的，且大部分的可用物理频谱资源已经分配给了不同的通信业务，这就造成了频谱资源的拥挤现象，使得大量涌现的新通信业务无法有效接入。实际上大量被分配给特定通信业务的物理频谱资源在许多时间、空间上处于空闲状态，这表明现在的频谱资源缺乏现象不是由物理频谱资源缺乏而引起的，而是由于固定的频谱资源分配政策引起的。固定的频谱资源分配政策使得已经被分配的频谱资源(频段)即使处于空闲状态，非授权用户也不能接入该频段，从而导致频谱资源的利用率严重低下。

认知无线电(Cognitive Radio，CR)技术为从本质上解决无线通信的频谱资源越来越紧缺的问题提供了一种可行方案。认知无线电系统中的认知用户需要对授权用户拥有的频段进行频谱感知，在授权用户没有使用该频段的前提下(即所感知的频段处于空闲状态)，接入空闲频段进行通信。

认知无线电系统周期性得对监测信道进行频谱感知，从某次频谱感知操作的开始到下次频谱感知操作的开始之间的时间段称为感知周期。目前，基于特征值的频谱感知方法(包括基于最大特征值的频谱感知方法、基于最大最小特征值的频谱感知方法等)的每个感知周期采样的信号只用于判断本感知周期中有无授权用户信号；基于特征值的频谱感知方法要求相邻天线之间授权用户信号具有高相关性，当相邻天线之间授权用户信号低相关甚至不相关时，此类频谱感知方法会失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种频谱感知性能良好，能够有效克服已有基于特征值的频谱感知方法在相邻天线之间授权用户信号相关性较低时频谱感知性能较差的缺点的基于最大广义特征值的频谱感知方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于最大广义特征值的频谱感知方法，其特征在于包括以下步骤：

①在认知无线电系统的每个感知周期内，利用M个天线对监测信道的信号进行K次采样，M≥2，K≥2M；

②将当前感知周期内M个天线上第k次采样得到的信号记为x(k)，x(k)＝[x₁(k)，…，x_m(k)，…，x_M(k)]^T，其中，k∈[1，K]，1≤m≤M，x₁(k)表示当前感知周期内第1个天线上第k次采样得到的信号，x_m(k)表示当前感知周期内第m个天线上第k次采样得到的信号，x_M(k)表示当前感知周期内第M个天线上第k次采样得到的信号，[x₁(k)，…，x_m(k)，…，x_M(k)]^T为[x₁(k)，…，x_m(k)，…，x_M(k)]的转置矩阵；

③假设当前感知周期之前存在监测信道内无授权用户信号的两个感知周期，提取当前感知周期之前且监测信道内无授权用户信号的两个感知周期内M个天线上2K次采样得到的信号，将当前感知周期之前且监测信道内无授权用户信号的两个感知周期内M个天线上第k′采样得到的信号记为y(k′)，y(k′)＝[y₁(k′)，…，y_m(k′)，…，y_M(k′)]^T，其中，k′∈[1，2K]，1≤m≤M，y₁(k′)表示当前感知周期之前且监测信道内无授权用户信号的两个感知周期内第1个天线上第k′次采样得到的信号，y_m(k′)表示当前感知周期之前且监测信道内无授权用户信号的两个感知周期内第m个天线上第k′次采样得到的信号，y_M(k′)表示当前感知周期之前且监测信道内无授权用户信号的两个感知周期内第M个天线上第k′次采样得到的信号，[y₁(k′)，…，y_m(k′)，…，y_M(k′)]^T为[y₁(k′)，…，y_m(k′)，…，y_M(k′)]的转置矩阵；