[發明專利]一種基于最大廣義特征值的頻譜感知方法

有效

• 申請號: 201110206708.9
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102271022A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 金明;李有明;王讓定
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明;周玨

技術領域

本發明涉及一種認知無線電系統中的頻譜感知技術，尤其是涉及一種基于最大廣義特征值的頻譜感知方法。

背景技術

隨著移動通信業務的快速增長，人們對頻譜資源的需求量不斷提高。然而，實際中的可用物理頻譜資源是有限的，且大部分的可用物理頻譜資源已經分配給了不同的通信業務，這就造成了頻譜資源的擁擠現象，使得大量涌現的新通信業務無法有效接入。實際上大量被分配給特定通信業務的物理頻譜資源在許多時間、空間上處于空閑狀態，這表明現在的頻譜資源缺乏現象不是由物理頻譜資源缺乏而引起的，而是由于固定的頻譜資源分配政策引起的。固定的頻譜資源分配政策使得已經被分配的頻譜資源(頻段)即使處于空閑狀態，非授權用戶也不能接入該頻段，從而導致頻譜資源的利用率嚴重低下。

認知無線電(Cognitive?Radio，CR)技術為從本質上解決無線通信的頻譜資源越來越緊缺的問題提供了一種可行方案。認知無線電系統中的認知用戶需要對授權用戶擁有的頻段進行頻譜感知，在授權用戶沒有使用該頻段的前提下(即所感知的頻段處于空閑狀態)，接入空閑頻段進行通信。

認知無線電系統周期性得對監測信道進行頻譜感知，從某次頻譜感知操作的開始到下次頻譜感知操作的開始之間的時間段稱為感知周期。目前，基于特征值的頻譜感知方法(包括基于最大特征值的頻譜感知方法、基于最大最小特征值的頻譜感知方法等)的每個感知周期采樣的信號只用于判斷本感知周期中有無授權用戶信號；基于特征值的頻譜感知方法要求相鄰天線之間授權用戶信號具有高相關性，當相鄰天線之間授權用戶信號低相關甚至不相關時，此類頻譜感知方法會失效。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種頻譜感知性能良好，能夠有效克服已有基于特征值的頻譜感知方法在相鄰天線之間授權用戶信號相關性較低時頻譜感知性能較差的缺點的基于最大廣義特征值的頻譜感知方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于最大廣義特征值的頻譜感知方法，其特征在于包括以下步驟：

①在認知無線電系統的每個感知周期內，利用M個天線對監測信道的信號進行K次采樣，M≥2，K≥2M；

②將當前感知周期內M個天線上第k次采樣得到的信號記為x(k)，x(k)＝[x₁(k)，…，x_m(k)，…，x_M(k)]^T，其中，k∈[1，K]，1≤m≤M，x₁(k)表示當前感知周期內第1個天線上第k次采樣得到的信號，x_m(k)表示當前感知周期內第m個天線上第k次采樣得到的信號，x_M(k)表示當前感知周期內第M個天線上第k次采樣得到的信號，[x₁(k)，…，x_m(k)，…，x_M(k)]^T為[x₁(k)，…，x_m(k)，…，x_M(k)]的轉置矩陣；

③假設當前感知周期之前存在監測信道內無授權用戶信號的兩個感知周期，提取當前感知周期之前且監測信道內無授權用戶信號的兩個感知周期內M個天線上2K次采樣得到的信號，將當前感知周期之前且監測信道內無授權用戶信號的兩個感知周期內M個天線上第k′采樣得到的信號記為y(k′)，y(k′)＝[y₁(k′)，…，y_m(k′)，…，y_M(k′)]^T，其中，k′∈[1，2K]，1≤m≤M，y₁(k′)表示當前感知周期之前且監測信道內無授權用戶信號的兩個感知周期內第1個天線上第k′次采樣得到的信號，y_m(k′)表示當前感知周期之前且監測信道內無授權用戶信號的兩個感知周期內第m個天線上第k′次采樣得到的信號，y_M(k′)表示當前感知周期之前且監測信道內無授權用戶信號的兩個感知周期內第M個天線上第k′次采樣得到的信號，[y₁(k′)，…，y_m(k′)，…，y_M(k′)]^T為[y₁(k′)，…，y_m(k′)，…，y_M(k′)]的轉置矩陣；