[发明专利]一种利用以往感知时隙数据的能量检测频谱感知方法有效

专利信息
申请号: 201811059979.4 申请日: 2018-09-12
公开(公告)号: CN109067484B 公开(公告)日: 2021-06-15
发明(设计)人: 金明 申请(专利权)人: 宁波大学
主分类号: H04B17/382 分类号: H04B17/382
代理公司: 宁波奥圣专利代理有限公司 33226 代理人: 周珏
地址: 315211 浙*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 利用 以往 感知 数据 能量 检测 频谱 方法
【说明书】:

发明公开了一种利用以往感知时隙数据的能量检测频谱感知方法,其处理过程为:针对当前感知时隙及多个以往感知时隙,在相应的感知时隙内,对来自1个通道的信号进行多次采样,每次采样得到一个样本;然后根据相应的感知时隙内采样得到的所有样本计算相应的感知时隙对应的能量;接着对所有以往感知时隙对应的能量按从小到大的顺序进行排序;之后利用排序后的能量来估计噪声功率;再根据当前感知时隙对应的能量及噪声功率,计算检验统计量;最后通过比较检验统计量与判决门限的大小,判定当前感知时隙内是否存在授权用户信号;优点是其无需知道噪声功率本身,且感知性能好。

技术领域

本发明涉及一种认知无线电频谱感知技术,尤其是涉及一种利用以往感知时隙数据的能量检测频谱感知方法。

背景技术

移动通信业务多样化的迅猛发展极大程度地丰富和便利了人们的工作和生活,但是,相应地无线设备数量和移动数据流量的需求呈爆炸式增长,这就导致了频谱资源短缺问题。近几年,频谱资源短缺问题已经逐渐显现,而且在可预见的未来会变得愈加严重。然而,这却不是因为物理频谱资源不足造成的,而是因为现有的固定频谱分配策略使很多频谱资源无法得到充分利用,极大地降低了频谱利用率。因此,提高频谱利用率成为了解决这个问题的关键。针对这个问题,Mitola博士提出了认知无线电技术。认知无线电技术是指无线设备能够与所处的通信环境进行交互并根据交互结果改变自身传输参数,从而实现以动态、自适应的方式灵活地利用潜在的空闲频谱。为了避免对授权用户产生干扰,认知无线电技术需要能够准确、快速地发现空闲频谱,实现稳健地频谱感知。因此,频谱感知成为了认知无线电的关键技术之一。

目前,能量检测法已被广泛应用于认知无线电的频谱感知中,然而,传统的能量检测频谱感知方法需要知道噪声功率本身,而实际中噪声功率本身往往是未知的,当噪声功率本身未知时,传统的能量检测频谱感知方法使用人为设定的噪声功率的上界值来代替噪声功率本身,这会引起噪声功率不确定性的问题,从而会严重降低频谱感知的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用以往感知时隙数据的能量检测频谱感知方法,其无需知道噪声功率本身,且感知性能好。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种利用以往感知时隙数据的能量检测频谱感知方法,其特征在于处理过程为:针对当前感知时隙及多个以往感知时隙,在相应的感知时隙内,对来自1个通道的信号进行多次采样,每次采样得到一个样本;然后根据相应的感知时隙内采样得到的所有样本计算相应的感知时隙对应的能量;接着对所有以往感知时隙对应的能量按从小到大的顺序进行排序;之后利用排序后的能量来估计噪声功率;再根据当前感知时隙对应的能量及噪声功率,计算检验统计量;最后通过比较检验统计量与判决门限的大小,判定当前感知时隙内是否存在授权用户信号。

该利用以往感知时隙数据的能量检测频谱感知方法具体包括以下步骤:

步骤一:在认知无线电系统中仅配置有1个通道;将当前想要采样的感知时隙定义为当前感知时隙;

步骤二:在当前感知时隙内,对来自通道的信号进行N次采样,每次采样得到一个样本,将当前感知时隙内第n次采样得到的样本记为x(n);其中,N≥10,n为正整数,1≤n≤N;

步骤三:根据当前感知时隙内采样得到的N个样本,计算当前感知时隙对应的能量,记为E,其中,符号“||”为取绝对值符号;

步骤四:在下一个想要采样的感知时隙来临时,将该感知时隙作为当前感知时隙,然后返回步骤二继续执行,直至计算得到当前感知时隙对应的能量及当前感知时隙之前的至少K个感知时隙各自对应的能量,再执行步骤五;其中,K≥10;

步骤五:将当前感知时隙之前的最近的K个感知时隙定义为以往感知时隙,将当前感知时隙对应的能量重新记为Ecur

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