[发明专利]一种基于反向散射与空中计算的协作频谱检测方法

权利要求书

1.一种基于反向散射与空中计算的协作频谱感知方法，其特征在于，具体步骤包括如下：

步骤(1.1)、协作频谱检测系统中的反向散射设备利用反向散射向请求者反射接收到的频谱信号；

步骤(1.2)、基于空中计算，对N个被反向散射的频谱信号进行累加；

步骤(1.3)、请求者得到最终接收到的频谱信号；

步骤(1.4)、请求者对最终接收到的进行M次采样，得到频谱检测统计量T；

步骤(1.5)、请求者确定检测门限；

步骤(1.6)、请求者将得到的频谱检测统计量T与检测门限进行比较，做出最终频谱判决；

具体的，在步骤(1.1)中，所述协作频谱检测系统由N个反向散射设备，正在使用当前频段的用户IU，以及一个频谱检测请求者组成；

参与协作频谱检测的第i个散射设备接收到来自IU的信号

其中，a＝1表示IU正发送信号，a＝0表示IU不发送信号，S_IU和p_IU分别表示IU的发送信号及其功率，h_i,IU是IU与第i个散射设备之间的信道衰落系数，n_i是第i个散射设备的阻抗噪声；然后，第i个散射设备将接收到的z_i进行反向散射，得到被反向散射后的频谱信号为

其中，f_e表示反向散射系数；

在所述步骤(1.2)中，基于空中计算，对N个被反向散射的频谱信号进行累加的具体操作步骤如下：通过同一个反向散射信道传输来自N个散射设备的频谱信号，利用无线信道的叠加特性，实现频谱信号在无线信道中的自然累加，得到累加后的反向散射频谱信号

其中，p_i＝a·p_IU|h_i,IU|²+v_i表示z_i的功率，v_i为n_i的功率，h_i,R表示第i个散射设备与请求者之间的信道衰落系数；

在所述步骤(1.3)中，请求者得到最终接收到的频谱信号的具体操作方法如下：

请求者接收到的频谱信号包括，经过同一无线信道叠加后的N个被反向散射的频谱信号及直接接收到来自IU的信号

其中，h_i,R表示第i个散射设备与请求者之间的信道衰落系数，p_i＝a·p_IU|h_i,IU|²+v_i为z_i的功率，v_i为n_i的功率，h_R,IU表示IU与请求者之间的信道衰落系数，n_R为请求者处的加性高斯白噪声；

由此可得，当IU不发送信号时，请求者最终接收到的频谱信号为当IU发送信号时，请求者最终接收到的频谱信号为

其中，z_R,Af表示累加后的反向散射频谱信号，z_R表示直接接收到的IU的信号；

在所述步骤(1.4)中，得到频谱检测统计量T的具体操作方法如下：请求者对最终接收到的频谱信号进行M次采样，其中，表示第l个采样结果，然后对M次采样结果分别求模的平方，随后进行累加求取平均值，从而得到频谱检测统计量为

在所述步骤(1.5)中，请求者确定检测门限的具体操作方法如下：请求者根据预先设定的目标虚警概率得到检测门限ε为

其中，v_R为n_R的功率，Q^-1(·)为Q函数的逆函数，Q函数为标准高斯的互补分布函数，表示为：

在所述步骤(1.6)中，最终频谱判决是：当频谱检测统计量T大于检测门限时，判决当前频谱被占用；当频谱检测统计量T小于检测门限时，判决当前频谱空闲。