[发明专利]在脉冲噪声环境下基于顺序统计的频谱感知方法

说明书

技术领域

本发明涉及认知无线电的频谱感知技术领域，具体涉及一种在脉冲噪声环境下基于顺序统计的频谱感知方法。

背景技术

随着无线通信业务需求的快速增长，可用频谱资源变得愈来愈稀缺，认知无线电已经成为解决现有频谱资源匮乏的非常有前景的技术。认知无线电是一种智能的无线通信系统，它能感知周围的无线环境，通过一定的方法相应的改变某些工作参数来实时的适应环境，从而达到提高频谱利用率、缓解频谱资源紧张的目的。而频谱感知是认知无线电中最具有挑战的问题之一。

目前国内外提出的感知方法主要有以下三种：一是基于能量检测的频谱感知方法；二是基于信号特征的频谱感知方法；三是分布式协作感知方法。这些频谱感知方法是在考虑平稳噪声环境下，直接利用所有采样数据进行频谱检测。但在存在雷电、汽车打火等引起的脉冲干扰的情况下，已有频谱感知方法的虚警概率会急剧增加，从而使得频谱资源利用率严重下降。

发明内容

本发明所要解决的现有感知方法在脉冲噪声干扰下存在虚警概率增加及频谱资源利用率低的问题，提供一种在脉冲噪声环境下基于顺序统计的频谱感知方法，其能够有效降低在脉冲噪声环境下的虚警概率，提高频谱资源利用率。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

在脉冲噪声环境下基于顺序统计的频谱感知方法，包括如下步骤：

步骤1、对无线电监测信道中进行采样，得到采样点集合；

步骤2、计算脉冲噪声在采样点集合中的比例A，即

A=(m4/2-1)3(m6/6-3m4/2+3)2]]>

式中，A表示脉冲噪声在采样点集合中所占比例；m₄表示四阶范数估计值，m₆表示六阶范数估计值，r(n)表示采样点的接收信号的幅值，N表示采样点的个数；

步骤3、根据采样点的幅值，对采样点集合的所有采样点即N个采样点进行排序后，并从排序后的采样点集合中由大到小选取出M个采样点，形成第一集合φ；上述M的计算公式如下：

M＝AN+ξ

式中，A表示脉冲噪声在采样点集合中所占比例；N表示采样点的个数；ξ表示可调参数；

步骤4、设定幅度门限x_α，并从采样点集合的N个采样点中选取出幅值大于幅度门限x_a的采样点，形成第二集合ψ；

步骤5、求第一集合φ与第二集合ψ的并集，并从采样点集合的N个采样点中将并集中的采样点去除，形成用于频谱感知的感知集合θ；

步骤6、对感知集合θ进行频谱感知。

上述步骤3中，对采样点集合进行排序的目的仅是为了能够从中选取出M个幅值较大的采样点。其既可以对采样点集合的N个采样点的幅值进行大到小的排序，此时由前向后从排序后的采样点集合中选取出M个采样点即为幅值较大的采样点；又可以对采样点集合的N个采样点的幅值进行小到大的排序，此时由后向前从排序后的采样点集合中选取出M个采样点即为幅值较大的采样点。

上述步骤4中，幅度门限x_a可以根据经验采用直接人为设定的方式进行确定，也可以通过以下公式进行确定，即