[发明专利]一种主用户占空比估计方法

说明书

本发明公开了一种主用户占空比估计方法，其处理过程为：首先，对多个连续时隙内的信号进行采样，然后计算对每个时隙内的信号进行采样得到的所有样本的平均功率；其次，在0到1之间随机选取一个值作为主用户占空比的初始值，然后通过初始值及虚警概率和检测概率的关系计算出门限值，接着将平均功率与计算出的门限值作比较，再将平均功率大于门限值的所有时隙所占的比例作为预估值；再次，在满足迭代条件时，通过预估值及虚警概率和检测概率的关系计算出迭代后的门限值，进而再次获得一个预估值；在不满足迭代条件时，将最后一次迭代获得的预估值作为主用户占空比的最终估计值；优点是其在不同主用户信噪比情况下都能够准确估计出主用户占空比。

技术领域

本发明涉及一种认知无线电技术，尤其是涉及一种主用户占空比估计方法，其通过迭代渐进无偏地估计得到主用户占空比。

背景技术

随着移动通信的不断发展，无线用户的数量不断增加，人们对于无线通信的需求也越来越高。无线电频谱资源的有限性与人们对无线电频谱资源的需求的大幅提升，构成了当今无线通信发展的一大矛盾。大量的研究表明，现有的固定频谱分配管理策略导致大量的无线电频谱资源无法得到充分利用，造成无线电频谱资源短缺和频谱利用率低这一事实。因此，充分提高无线电频谱资源的利用率将成为有效缓解上述矛盾的关键。在这种情况下，动态频谱接入技术得到了广泛的关注，动态频谱接入可以提高频谱利用率，缓解频谱不足的问题，认知无线电是动态频谱接入的重要技术之一。在认知无线电中，主用户流量信息的获取可以显著提高次级用户的频谱感知和信道选择性能，从而获得更高的频谱利用率。主用户流量的一个关键参数是占空比，它代表了主信号对许可信道的占用率。

为了获得更高的频谱利用率，主用户占空比的估计十分重要。现有的主用户占空比的估计方法最主要的就是平均检测法，其将门限值与每个时隙的样本平均功率进行比较，计算出其中平均功率大于门限值的时隙所占的比例，作为占空比。在这种情况下，门限值的设置就至关重要。当前使用较多的是通过目标虚警概率(恒虚警)来设置门限值，对于这种方法，当目标虚警概率较高时会产生严重的高估，目标虚警概率较低时也会产生较少的高估。此外，现有的主用户占空比的估计方法还有加权法，其在平均检测法的基础上，对每个时隙的判定结果都赋予一个权重，所有权重之和为1。上述两种方法都是在恒虚警下求的门限值，都没有考虑实际的无线电环境，最终导致对主用户占空比的估计与真实情况相差很大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种主用户占空比估计方法，其对无线电环境的适应能力强，在不同主用户信噪比情况下都能够准确估计出主用户占空比。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种主用户占空比估计方法，其特征在于它的处理过程为：首先，对多个连续时隙内的信号进行采样，针对每个时隙内的信号采样得到多个样本，然后计算对每个时隙内的信号进行采样得到的所有样本的平均功率；其次，在0到1之间随机选取一个值作为主用户占空比的初始值，然后通过主用户占空比的初始值及虚警概率和检测概率的关系计算出门限值，接着将对每个时隙内的信号进行采样得到的所有样本的平均功率与计算出的门限值作比较，再将平均功率大于计算出的门限值的所有时隙所占的比例作为主用户占空比的预估值；再次，在满足迭代条件的前提下，通过主用户占空比的预估值及虚警概率和检测概率的关系计算出迭代后的门限值，进而再次获得一个主用户占空比的预估值；在不满足迭代条件的前提下，将最后一次迭代获得的主用户占空比的预估值作为主用户占空比的最终估计值。

该主用户占空比估计方法具体包括以下步骤：

步骤一：在认知无线电系统中，任意选取一个时隙作为第1个时隙，对第1个时隙内的信号进行K次采样，采样得到K个样本；然后对下一个时隙内的信号进行K次采样，同样采样得到K个样本；接着持续相同的操作，直至完成对N个连续时隙内的信号的采样；将对第n个时隙内的信号进行采样得到的第k个样本记为x_n(k)；其中，K≥100，N≥100，n和k均为正整数，1≤n≤N，1≤k≤K；