[发明专利]一种基于随机矩阵的认知无线电频谱感知方法

摘要

一种基于随机矩阵的认知无线电频谱感知方法，本发明涉及认知无线电频谱感知技术。本发明是要解决在低信噪比条件下检测性能低远不能满足实际应用的需要的问题，而提供了一种基于随机矩阵的认知无线电频谱感知方法。步骤一、采用多天线对要进行感知的信号进行接收；步骤二、将接收到的信号数据根据随机矩阵理论利用采样矩阵进行表示；步骤三、求解采样矩阵的奇异值，找出其中最大奇异值和最小奇异值，确定检验统计量；步骤四、根据无线频谱感知方法将检验统计量与判决门限进行比较，根据检验统计量与判决门限的比较结果进行判决。本发明应用于通信领域。

主权项

一种基于随机矩阵的认知无线电频谱感知方法，其特征在于按以下步骤实现：步骤一、采用多天线对要进行感知的信号进行接收；步骤二、将接收到的信号数据利用采样矩阵进行表示；步骤三、求解采样矩阵的奇异值，找出其中最大奇异值和最小奇异值，确定检验统计量；步骤四、将检验统计量与判决门限进行比较，根据检验统计量与判决门限的比较结果进行判决，判决准则：检验统计量大于或等于判决门限时判决主用户信号存在，否则认为主用户信号不存在；所述步骤二中的把接收到的信号数据用采样矩阵表示具体为：设认知用户有M根接收天线，每根接收天线都要对接收到的信号进行采样，设采样次数为K，占据矩阵每一行的所有列，第1根天线接收到的数据是矩阵的第1行，第2根天线接收到的数据是矩阵的第2行，以此类推，第M根天线接收到的数据是矩阵的第M行，构成由接收到的信号组成的矩阵称为采样矩阵，共有M*K个数据，将数据组成一个M*K的矩阵，称为采样矩阵，形式如下：所述步骤三中确定检验统计量具体为：检验统计量选取采样矩阵的最大奇异值与最小奇异值的比值，其中，A为一个N行n列的高斯随机矩阵；所述步骤四中判决门限的选取：假设当主用户信号不存在时，多天线接收到的只有高斯噪声，那么采样矩阵是高斯随机矩阵，满足非渐近随机矩阵理论的前提条件：根据非渐近随机矩阵理论：对于一个N行n列的高斯随机矩阵A，其元素为相互独立的随机变量，则矩阵A的最大奇异值smax(A)和最小奇异值smin(A)满足下式：其中，非方阵A的奇异值表示由矩阵A的转置乘以A之后得到的方阵的特征值非负平方根，λ为矩阵A的特征值，因此，选取作为判决门限来区分主用户信号存在和不存在的两种判决。