[发明专利]一种在一般性衰落信道上统一精确的能量检测方法

摘要

本发明公开了一种在一般性衰落信道上统一精确的能量检测方法,适用于一般性衰落信道。在小样本情况下，与传统能量检测方法相比，具有更好的鲁棒性和更优的检测性能。该方法通过求解涉及广义Marcum Q函数积分，得出一种在一般衰落信道上易处理、精确的、统一的能量检测概率的闭式表达式，不仅克服了当前近似能量检测法检测性能不够精确的问题；而且也解决了当前能量检测法检测概率的精确闭式表达式及其复杂、现实情况下不易处理的问题。本方法还将当前能量检测法仅仅研究了特殊衰落信道上的精确检测性能，推广到了具有普遍意义的一般性衰落信道上。本方法具有更简单、更精确、更易处理、更具普遍性等优点，是一种一般衰落信道上统一的能量检测法。

主权项

1.一种在一般性衰落信道上统一精确的能量检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.根据次级用户SU的信号检测建立的二元假设检验问题模型，获得n时刻SU的观测值x(n)，其中,n＝1,2,…,N,N为样本数目；步骤2.根据传统能量检测CED的频谱感知及步骤1中获得的观测值x(n)，获得归一化后的检验统计量T(x)；步骤3.根据CED检测器的预设虚警概率Pf，以及在加性高斯白噪声信道上，2T(x)在H0条件下服从自由度为2N的中心卡方分布确定判决门限λ：其中，表示上不完全伽马函数，表示伽马函数，H₀表示主用户信号不存在的情况，t是积分变量，e是自然底数，t^N‑1e^‑t表示积分函数，是自由度为2N的中心卡方分布的累积分布函数，表示自由度为2N的中心卡方分布的累积分布函数的反函数；步骤4.根据步骤2中获得的归一化后的检验统计量T(x)及步骤3中确定的判决门限λ，得出CED检测方法的判决准则：若T(x)≥λ，判决为H1；若T(x)＜λ，判决为H0；步骤5.根据步骤4中CED检测方法的判决准则，获得CED检测器的检测概率P_d：其中，P(*)表示概率函数，H₁表示主用户信号存在的情况，是含有N‑1阶修正的第一类贝塞尔函数，的N阶广义Marcum Q函数，表示瞬时信噪比，k≥0且k为整数，σ_η是噪声的均方值，σ_s是主用户PU信号采样值的均方值，步骤6.当且α,μ,时，根据在α‑μ衰落信道下瞬时信噪比γ的概率密度函数f_α‑μ(γ)及步骤5中获得的检测概率P_d，求得α‑μ衰落信道下CED检测器平均检测概率其中，α表示非线性介质，μ表示多径簇数，表示平均信噪比,α、μ和均大于0，0≤m≤μ‑1且m为整数，并且是Meijer G‑函数，表示上不完全伽马函数，表示伽马函数；步骤7.将步骤3中预设虚警概率P_f及确定判决门限λ代入到步骤6中的平均检测概率中，获得随P_f变化特性曲线ROC：其中，