[发明专利]一种基于宽带OFDM认知系统的联合频谱检测方法

摘要

本发明公开了一种基于宽带OFDM认知系统的联合频谱检测方法，针对宽带正交频分复用认知系统的频谱检测问题，提出了一种“先粗-后细”的联合频谱检测方法。本发明首先利用OFDM符号循环前缀的自相关特性，通过计算接收信号自相关系数的最大似然比估计，并与设定门限进行比较来判断主用户信号是否存在；在判定主用户信号存在的前提下，利用OFDM调制技术独有的特点，提出一种基于特征分析的频谱检测方法，实现认知系统中频谱空洞的精确检测与定位。该方法以提高检测性能同时尽量减小检测开销为目的，解决了低信噪比下宽带OFDM认知系统的频谱检测问题。

主权项

一种基于宽带OFDM认知系统的联合频谱检测方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：步骤1：对接收到的连续时域OFDM信号r(t)进行采样抽取，得到待检测离散时域OFDM信号r(n)；步骤2：利用相关频谱检测方法进行粗检测，以判断主用户的存在性：计算待检测OFDM信号r(n)的自相关系数ρ(τ)在T_d处的最大似然比估计值ρ(T_d)，并将计算所得的最大似然比估计值ρ(T_d)与第一判决门限η进行比较，若ρ(T_d)＜η，则主用户信号不存在，频谱检测结束；若ρ(T_d)≥η，则主用户信号存在，执行步骤3；其中，T_d为快速傅里叶变换(FFT)的长度；步骤3：利用基于特征分析的检测方法对频谱进行细检测，以判定主用户具体占用的频段：(3‑1)计算待检测OFDM信号r(n)的自相关矩阵R的特征值λ_i，其中i＝1...T_d，并将特征值λ_i进行归一化处理后再与第二判决门限ζ进行比较，大于等于第二判决门限ζ的特征值的个数即为主用户占用的子信道的个数p；其中，第二判决门限ζ由宽带OFDM认知系统的仿真统计结果确定；(3‑2)利用基于特征分析的MUSIC算法计算待检测OFDM信号r(n)的功率谱P_MU(i)，并对P_MU(i)由大到小排序，前p个较大P_MU(i)对应的子信道即为主用户占用的信道，其余T_d‑p个子信道则为空闲子信道；完成基于宽带OFDM认知系统的联合频谱检测。