[发明专利]一种样本分组方法及使用其估计主用户占空比的方法

权利要求书

1.一种样本分组方法，其特征在于它的处理过程为：首先，对一个时隙内的信号进行采样，采样得到2的整数次幂个样本；其次，将对该时隙内的信号进行采样得到的所有样本中连续的多个样本分到一组，平均分成多组，然后计算在这种分组情况下的门限值和主用户占空比的均方误差；再次，在重新分组判定条件成立的前提下，对该时隙内的信号进行采样得到的所有样本重新平均分成多组，进而获得在这种分组情况下的门限值和主用户占空比的均方误差；在重新分组判定条件不成立的前提下，将倒数第二次的分组数作为针对主用户占空比估计的最优样本组数；

该样本分组方法具体包括以下步骤：

步骤一：在认知无线电系统中，任选一个时隙作为当前时隙；然后对当前时隙内的信号进行N次采样，采样得到N个样本；其中，N为2的整数次幂，N＝2^M，M为大于10的正整数；

步骤二：计算初始的门限值，记为λ₀，其中，Q^-1()表示Q()的反函数，Q()表示标准正态分布的互补累计分布函数，P_f表示预先设定的虚警概率，P_f∈[0,1]，E₀表示认知无线电系统中的噪声功率；

步骤三：根据λ₀，计算主用户占空比的初始均方误差，记为V₀，V₀＝(P_d,0+P_f)((1-P_d,0)+(1-P_f))+(P_d,0+P_f-1)²；其中，E₁表示主用户信号功率和E₀之和；

步骤四：将对当前时隙内的信号进行采样得到的N个样本中连续的2^M-k个样本分到同一组，共平均分成2^k组，将这种分组情况作为第k种分组情况；其中，k为正整数，k的初始值为1，1≤k≤M；

步骤五：计算在第k种分组情况下的门限值，记为λ_k，

步骤六：根据λ_k，计算在第k种分组情况下主用户占空比估计值的均方误差，记为V_k，其中，

步骤七：判断重新分组判定条件V_k-V_k-1＜0是否成立，如果成立，则令k＝k+1，再返回步骤四继续执行；如果不成立，则执行步骤八；其中，k＝1时V_k-1即为V₀，k≠1时V_k-1表示在第k-1种分组情况下的主用户占空比估计值的均方误差，k＝k+1中的“＝”为赋值符号；

步骤八：将第k-1种分组情况作为针对主用户占空比估计的最优分组情况，认为2^k-1为针对主用户占空比估计的最优样本组数。

2.一种使用权利要求1所述的样本分组方法估计主用户占空比的方法，其特征在于它的处理过程为：首先，对一个时隙内的信号进行采样，采样得到2的整数次幂个样本；其次，将对该时隙内的信号进行采样得到的所有样本中连续的多个样本分到一组，平均分成多组，然后计算在这种分组情况下的门限值和主用户占空比的均方误差；再次，在重新分组判定条件成立的前提下，对该时隙内的信号进行采样得到的所有样本重新平均分成多组，进而获得在这种分组情况下的门限值和主用户占空比的均方误差；在重新分组判定条件不成立的前提下，将倒数第二次的分组数作为针对主用户占空比估计的最优样本组数；最后，根据最优样本组数，计算每组内的所有样本的平均功率，然后将每组内的所有样本的平均功率与在对应分组情况下的门限值作比较，接着将平均功率大于在对应分组情况下的门限值的所有组所占比例作为主用户占空比的估计值。

3.根据权利要求2所述的一种使用样本分组方法估计主用户占空比的方法，其特征在于具体包括以下步骤：

步骤一：在认知无线电系统中，任选一个时隙作为当前时隙；然后对当前时隙内的信号进行N次采样，采样得到N个样本；其中，N为2的整数次幂，N＝2^M，M为大于10的正整数；

步骤二：计算初始的门限值，记为λ₀，其中，Q^-1()表示Q()的反函数，Q()表示标准正态分布的互补累计分布函数，P_f表示预先设定的虚警概率，P_f∈[0,1]，E₀表示认知无线电系统中的噪声功率；

步骤三：根据λ₀，计算主用户占空比的初始均方误差，记为V₀，V₀＝(P_d,0+P_f)((1-P_d,0)+(1-P_f))+(P_d,0+P_f-1)²；其中，E₁表示主用户信号功率和E₀之和；

步骤四：将对当前时隙内的信号进行采样得到的N个样本中连续的2^M-k个样本分到同一组，共平均分成2^k组，将这种分组情况作为第k种分组情况；其中，k为正整数，k的初始值为1，1≤k≤M；

步骤五：计算在第k种分组情况下的门限值，记为λ_k，

步骤六：根据λ_k，计算在第k种分组情况下主用户占空比估计值的均方误差，记为V_k，其中，

步骤七：判断重新分组判定条件V_k-V_k-1＜0是否成立，如果成立，则令k＝k+1，再返回步骤四继续执行；如果不成立，则执行步骤八；其中，k＝1时V_k-1即为V₀，k≠1时V_k-1表示在第k-1种分组情况下的主用户占空比估计值的均方误差，k＝k+1中的“＝”为赋值符号；

步骤八：将第k-1种分组情况作为针对主用户占空比估计的最优分组情况，认为2^k-1为针对主用户占空比估计的最优样本组数；然后执行步骤九；

步骤九：将对当前时隙内的信号进行采样得到的N个样本平均分成2^k-1组；然后计算每组内的2^M-k+1个样本的平均功率，将第i组内的2^M-k+1个样本的平均功率记为T_i，其中，符号“| |”为取模运算符号，i和j为正整数，1≤i≤2^k-1，1≤j≤2^M-k+1，x_i(j)表示第i组内的第j个样本；

步骤十：将每组内的2^M-k+1个样本的平均功率与λ_k-1作比较，列出平均功率大于λ_k-1的所有组，若T_i大于λ_k-1，则将第i组列出；然后计算列出的所有组的组数与2^k-1的比值，将该比值作为主用户占空比的估计值。