[发明专利]一种基于多天线Friedman检验的认知无线电频谱感知方法

摘要

本发明公开了一种基于多天线Friedman检验的认知无线电频谱感知方法，通过利用多根接收天线接收时域连续的射频信号，然后对时域连续的射频信号进行下变频、时域采样处理得到时域离散的基带信号，对时域离散的基带信号先取模再求平方得到瞬时功率，再利用Friedman检验方法对不同天线同一时域采样时刻的瞬时功率进行比较，按比较结果从小到大对应赋值1到M，接着计算Friedman检验统计量，最后通过比较Friedman检验统计量与判决门限的大小，判定是否有其它无线通信业务占用频段，实现频谱感知，且感知性能好，本方法不仅克服了已有的能量检测法要求精确预知噪声功率的缺陷，而且克服了协方差矩阵检测法在多根天线接收信号之间的时域相关性较低或不相关时频谱感知失效的缺点。

主权项

1.一种基于多天线Friedman检验的认知无线电频谱感知方法，其特征在于包括以下步骤：①假设认知无线电系统中有M根接收天线接收时域连续的射频信号，则将M根接收天线接收到的时域连续的射频信号表示为时间t的函数，将第i根接收天线接收到的时域连续的射频信号表示为x_i(t)，其中，i∈[1，M]，M≥2；②分别对每根接收天线接收到的时域连续的射频信号进行下变频，再分别对经下变频处理后得到的各个时域连续的射频信号进行N次时域采样，得到每根接收天线对应的时域离散的基带信号，每根接收天线对应的时域离散的基带信号由N个时域采样点的信号构成，将M根接收天线各自对应的时域离散的基带信号表示为时域采样序号n的函数，将第i根接收天线对应的时域离散的基带信号表示为x_i(n)，将第i根接收天线对应的时域离散的基带信号x_i(n)中的第n′个时域采样点的信号表示为x_i(n′)，其中，1≤n≤N，n′∈[1，N]，N表示时域采样点数，N＞15；③分别对每根接收天线对应的时域离散的基带信号中的各个时域采样点的信号先进行取模，后进行求平方的操作，得到每根接收天线对应的时域离散的基带信号中的各个时域采样点的信号的瞬时功率，将第i根接收天线对应的时域离散的基带信号x_i(n)中的第n′个时域采样点的信号的瞬时功率记为r_i(n′)，r_i(n′)＝|x_i(n′)|²，然后对M根接收天线各自对应的时域离散的基带信号中在每个同一时域采样时刻的M个时域采样点的信号的瞬时功率进行大小比较，再根据比较结果从小到大给M根接收天线各自对应的时域离散的基带信号中在各个同一时域采样时刻的M个时域采样点的信号的瞬时功率重新赋值，所赋数值对应为1到M，最后分别计算每根接收天线对应的时域离散的基带信号中的所有时域采样点的信号经重新赋值后的瞬时功率的平均值，将第i根接收天线对应的时域离散的基带信号x_i(n)中的所有时域采样点的信号经重新赋值后的瞬时功率的平均值记为其中，r_i(n′)＝|x_i(n′)|²中的符号“||”为取模运算符号；④根据每根接收天线对应的时域离散的基带信号中的所有时域采样点的信号经重新赋值后的瞬时功率的平均值，计算Friedman检验统计量，记为T_FT，TFT=12×N×Σi=1M(r‾i-M+12)2M×(M+1);]]>⑤根据虚警概率和Friedman检验统计量T_FT，计算判决门限，记为λ_FT，λ_FT＝F^-1(1-P_f)，其中，P_f表示虚警概率，F^-1(1-P_f)为F(1-P_f)的反函数，f(T_FT)表示自由度为M-1的卡方分布的概率密度函数，Γ((M-1)2)=∫0∞t(M-1)2-1×e-tdt,]]>t表示积分变量；⑥比较Friedman检验统计量T_FT和判决门限λ_FT的大小，如果Friedman检验统计量T_FT大于或等于判决门限λ_FT，则判定其它无线通信业务正占用频段，否则，判定其它无线通信业务未占用频段。