[发明专利]一种基于匹配滤波器的频谱感知和主用户功率识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于匹配滤波器的频谱感知和主用户（PU,Primary User）工作功率识别方法及装置。

背景技术

随着无线电技术在广播电视、移动通信等领域中的应用越来越广泛，以及各种无线应用的不断涌现，致使频谱资源的供应面临着巨大的挑战。因此，目前的静态频谱资源分配策略已经无法适应对速率要求越来越高的设备需求。

在现有的认知无线电网络中，次用户可以在主用户状态为空闲或者对主用户的干扰在某门限值以下时接入授权用户的频段。因此，频谱感知是认知无线电中至关重要的技术。在现有技术中，常用的频谱感知方法有：能量检测、匹配滤波器检测、特征检测等。在本发明中，主要针对匹配滤波器检测的频谱感知方法进行研究说明。

具体地，在传统的匹配滤波器检测中，主用户只有两个状态，即“工作在固定电平上”和“空闲”状态。然而，在实际应用中，主用户必然工作在标准规定的不同功率下，因此，我们很有必要考虑主用户在多功率环境下基于匹配滤波器的频谱感知方法。实际上，FCC（Federal Communications Commission，美国联邦通讯委员会）已经提出了对不同电视功率的干扰保护需求，包括全功耗数字电视，全功耗模拟电视，低功耗模拟电视，低功耗数字电视等。在这种情况下，为了满足FCC的干扰规定，次用户要根据主用户的功率而调节自身的传输功率。而且，对于考虑主用户的功率变化，也是近十年来对功率分配的主要研究对象。

综上所述，由于主用户需要在不同的功率下传输，而传统的二元假设检验方法已经不再适用该种传输环境。所以，我们需要在传统频谱感知的思路上进一步拓展，通过建立一套新的基于匹配滤波器的频谱感知方法及评价标准，来实现对于主用户的功率识别。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于匹配滤波器的频谱感知和主用户功率识别方法，实现了对于主用户的忙闲状态的判断，而且确定了主用户的实际工作功率。

为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种基于匹配滤波器的频谱感知和主用户功率识别方法，所述方法包括以下步骤：

接收所述主用户发送的信号，根据接收到的信号确定所述主用户的统计量；

根据所述统计量确定所述主用户的忙闲状态；

当所述主用户处于忙碌状态时，确定所述主用户的实际工作功率。

优选地，接收所述主用户的信号之前，还包括：

系统参数初始化，得到主用户的待确定工作功率的所有可能值。

优选地，所述方法还包括：

利用聂曼-皮尔逊NP准则，或最大后验概率MAP准则确定所述主用户的忙闲状态阈值区间。

优选地，确定所述主用户的实际工作功率，具体包括：

利用最大后验概率MAP准则得到主用户的工作功率判决域区间，根据得到的所述主用户的工作功率判决域区间确定所述主用户的实际工作功率。

优选地，所述主用户的工作功率判决域区间具体为：

其中，

所述R（H_i）表示工作功率的判决域，y表示信号的统计量，θ_on/off表示主用户的忙闲状态阈值，P_i表示主用户的每个工作功率大小，i∈{1,2，...，M}，Pr（H_i）表示主用户的各个工作功率的出现概率，（i=0，1,2，...，M），γ为主用户与次用户间信道瞬时值，σ²为噪声方差。

优选地，在根据得到的所述主用户的工作功率判决域区间确定所述主用户的实际工作功率时，还包括：