[发明专利]一种基于累积量的合作认知无线电频谱感知方法

说明书

本发明提供一种基于累积量的合作认知无线电频谱感知方法，主要包括以下步骤：步骤一、在认知网络当中，每个认知用户根据其天线所接收到的信号，构建单用户的非参数化判决统计量，并将这个判决统计量发送到认知无线电网络聚合中心；步骤二、在认知无线电网络聚合中心，根据各个用户发送的判决统计量计算相应的合作加权系数；步骤三、在认知无线电网络聚合中心，根据给定的虚警概率，以及计算出的合作加权系数，构建总的判决统计量。步骤四、根据合作加权系数计算判决门限，判断授权用户信号是否出现。本发明涉及认知无线电频谱感知技术。本发明主要是解决在多用户分作条件下，采用基于累积量技术的条件下，而提供的一种合作感知方法。

技术领域

本发明属于认知无线电频谱感知技术，具体涉及一种基于累积量的合作认知无线电频谱感知方法。

背景技术

1.频谱感知

随着各种无线业务的不断增长以及无线传输内容的不断丰富，越来越多的无线通信有着大数据量传输的需求。但是现有的静态频谱分配策略难以在不增加频谱资源的前提下提高数据传输速率，并且越来越多的实验数据说明现有无线电频谱资源分配并不合理，即在某些地区某些时候，一些频段的频谱资源使用非常紧张而另一些频段则非常空闲。这种频谱资源使用不均衡的情况导致了认知无线电技术的出现。

认知无线电的核心思想即时通过频谱复用和共享，将所有频谱资源充分共享，以达到增加传输速率的目的。认知无线电将已经获得频段授权的用户称之为授权用户，而将试图在该频段空闲时接入该频段的用户称之为认知用户。认知用户的主要目的就是通过周期性的频谱感知监测出授权用户没有使用授权频段的时候，然后接入该频段，从而提高自己的传输速率；并在授权用户返回的时候，迅速离开从而不干扰到授权用户。由此可见，频谱感知作为实现认知无线电的前提和先决条件，是整个认知无线电系统的关键技术。

具体来说，频谱感知即是根据认知用户从待测频带上收集到的信号的特征，通过信号处理的方式来判断授权用户信号是否存在的一种技术。目前来说，频谱感知方法从信号特点来分有基于能量的感知方法、基于相关特性的感知方法、基于循环平稳的感知方法和基于累积量的感知方法，从用户数量上分有单用户感知方法、多用户感知方法，从频带资源上分有单频段感知方法、多频段感知方法等等。这些频谱感知方法适用于不同的无线通信环境和场合。但是频谱感知的目的是明确的，即通过这些感知快速而准确地对授权用户是否存在进行决策。

认知无线电是一种革命性的从通信物理层改变无线通信的频谱效率、功率效率、通信速率的技术。而频谱感知是实现认知无线电的关键技术，对其的技术研究具有关键性的意义。

2.累积量

累积量，即高阶累积量，往往是指信号的三阶以上的特性。信号的高阶累积量往往可以由信号的特征函数和信号的矩给出，如果x＝[x₁,…,x_k]是一随机向量，其r阶累积量的生成函数Ψ(w₁,…,w_k)可从其特征函数Φ(w₁,…,w_k)得来，定义为：

特别地，取v₁＝…＝v_k＝1，我们便得到最常见的k阶矩，并将它记作

如果x(t)为一k阶平稳随机过程，则该过程的k阶累积量c_kx(τ₁,…,τ_k-1)定义为：c_kx(τ₁,K,τ_k-1)@cum{x(t),x(t+τ₁),K,x(t+τ_k-1)}。