[发明专利]一种空-时-频三维频谱感知方法

说明书

本发明提供一种空‑时‑频三维频谱感知方法，能够得到主用户信号的时间、频率和角度信息。所述方法包括：对多个认知用户接收到的主用户信号进行白化预处理；对白化预处理后的信号进行空时频分布变换得到四维矩阵，其中，四维矩阵中的信息包括：时间、频率和两维空间信息；对四维矩阵的时频二维信息进行过滤，提取单源自相关点；对得到的单源自相关点进行联合对角化得到用于角度估计的导向矢量估计；根据得到的导向矢量，确定各个主用户信号的到达角度。本发明涉及无线电频谱感知技术领域。

技术领域

本发明涉及无线电频谱感知技术领域，特别是指一种空-时-频三维频谱感知方法。

背景技术

近年来，随着全球无线通信技术日新月异地发展，不同功能的新型无线电系统相继问世。目前无线通信系统采用的是静态频谱分配策略，频谱资源也越来越紧缺。认知无线电能够感知外界环境的变化，提高频谱利用率及系统容量，解决频谱短缺的问题。目前常用的频谱感知方法主要是分为单认知用户频谱感知和多认知用户频谱感知技术。

现有的频谱感知技术大多只能得到主用户信号的存在与否，并不能得到详细的时间、频率和角度信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种空-时-频三维频谱感知方法，以解决现有技术所存在的频谱感知技术不能得到详细的时间、频率和角度信息的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种空-时-频三维频谱感知方法，包括：

对多个认知用户接收到的主用户信号进行白化预处理，其中，各主用户信号之间互不相关；

对白化预处理后的信号进行空时频分布变换得到四维矩阵，其中，四维矩阵中的信息包括：时间、频率和两维空间信息；

对四维矩阵的时频二维信息进行过滤，提取单源自相关点，其中，单源指每个独立的主用户信号源；

对得到的单源自相关点进行联合对角化得到用于角度估计的导向矢量估计；

根据得到的导向矢量，确定各个主用户信号的到达角度。

进一步地，所述对多个认知用户接收到的主用户信号进行白化预处理包括：

将多个认知用户接收到的主用户信号组成接收信号矩阵；

对接收信号矩阵进行白化预处理。

进一步地，所述将多个认知用户接收到的主用户信号组成接收信号矩阵包括：

N个主用户从不同的方向发射信号，到达M个认知用户端，其中，M＞N；

将M个认知用户接收到的信号组成接收信号矩阵Y＝[Y₁,Y₂,...,Y_M]^T，其中，上标T表示矩阵的转置。

进一步地，所述对接收信号矩阵进行白化预处理包括：

对接收信号矩阵Y的协方差矩阵进行特征值分解；

根据特征值分解结果，构建白化矩阵W；

白化矩阵W点乘接收信号矩阵Y，得到白化信号Z＝W·Y，其中，Z＝[Z₁,Z₂,...,Z_N]^T。

进一步地，所述根据特征值分解结果，构建白化矩阵W包括：

对得到的特征值进行降序排列，得到降序排列后的特征值[λ₁,...,λ_M]，及其对应的特征向量[h₁,...,h_M]；