[發(fā)明專利]一種認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710265365.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN107071788B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王永華;陳強(qiáng);萬頻;齊蕾;肖逸瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W16/14
• 分類號(hào): H04W16/14;H04B17/382
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法，其特征在于，所述方法包括：

對(duì)噪聲環(huán)境進(jìn)行采樣得到第一采樣矩陣，并依據(jù)所述第一采樣矩陣得到相應(yīng)的第一協(xié)方差矩陣；

對(duì)待感知的無線信號(hào)進(jìn)行采樣得到第二采樣矩陣，并依據(jù)所述第二采樣矩陣得到第二協(xié)方差矩陣；

采用統(tǒng)計(jì)流形度量法計(jì)算出第一坐標(biāo)點(diǎn)和第二坐標(biāo)點(diǎn)之間的幾何距離；所述第一協(xié)方差矩陣和所述第二協(xié)方差矩陣分別對(duì)應(yīng)統(tǒng)計(jì)流形的所述第一坐標(biāo)點(diǎn)和所述第二坐標(biāo)點(diǎn)，所述統(tǒng)計(jì)流形依據(jù)高斯分布進(jìn)行建立；

判斷所述幾何距離是否大于預(yù)設(shè)門限，如果是，則所述待感知的無線信號(hào)中存在信號(hào)，否則，所述待感知的無線信號(hào)中僅存在噪聲；所述預(yù)設(shè)門限依據(jù)虛警概率進(jìn)行設(shè)定；其中：

所述預(yù)設(shè)門限的計(jì)算過程為：

(1)仿真產(chǎn)生噪聲，并對(duì)所述噪聲進(jìn)行采樣得到N＇+1個(gè)協(xié)方差矩陣，并將其中的一個(gè)作為待檢測(cè)矩陣R＇；

(2)采樣梯度下降法計(jì)算出N＇個(gè)協(xié)方差矩陣的黎曼均值R_d，采用統(tǒng)計(jì)流形度量法計(jì)算出所述待檢測(cè)矩陣R＇和所述黎曼均值R_d在統(tǒng)計(jì)流形S上對(duì)應(yīng)的兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間距離D(R_d，R＇)；

(3)重復(fù)步驟(1)和(2)L次，設(shè)第一次得到的距離值D(R_d，R＇)為L(zhǎng)_d1，第2次得到的距離值D(R_d，R＇)為L(zhǎng)_d2，…，第i次得到的距離值D(R_d，R＇)為L(zhǎng)_di，…，第L次得到的距離值D(R_d，R＇)為L(zhǎng)_dL；并將L個(gè)L_di進(jìn)行降序排列；依據(jù)虛警概率P_f得到預(yù)設(shè)門限為第L*P_f個(gè)位置對(duì)應(yīng)的距離值，并將所述距離值作為預(yù)設(shè)門限。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法，其特征在于，所述第一采樣矩陣為多個(gè)，則依據(jù)所述第一采樣矩陣得到相應(yīng)的第一協(xié)方差矩陣的過程具體為：

依據(jù)各個(gè)所述第一采樣矩陣得出與其一一對(duì)應(yīng)的各個(gè)協(xié)方差矩陣；

對(duì)各個(gè)所述協(xié)方差矩陣進(jìn)行平均值計(jì)算，得到第一協(xié)方差矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法，其特征在于，所述對(duì)各個(gè)所述協(xié)方差矩陣進(jìn)行平均值計(jì)算，得到第一協(xié)方差矩陣的過程為：

采用梯度下降法對(duì)各個(gè)所述協(xié)方差矩陣進(jìn)行處理，得到各個(gè)所述協(xié)方差矩陣的黎曼均值矩陣，將所述黎曼均值矩陣作為所述第一協(xié)方差矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法，其特征在于，所述對(duì)各個(gè)所述協(xié)方差矩陣進(jìn)行平均值計(jì)算，得到第一協(xié)方差矩陣的過程為：

采用平均值法對(duì)各個(gè)所述協(xié)方差矩陣進(jìn)行處理，得到各個(gè)所述協(xié)方差矩陣的算數(shù)平均值矩陣，并將所述算數(shù)平均值矩陣作為所述第一協(xié)方差矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法，其特征在于，所述統(tǒng)計(jì)流形度量方法為測(cè)地線距離方法。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知方法，其特征在于，所述統(tǒng)計(jì)流形度量方法為對(duì)稱KL分離度度量法。

7.一種認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知裝置，其特征在于，所述裝置包括：

采集模塊，用于對(duì)噪聲環(huán)境進(jìn)行采樣得到第一采樣矩陣，并依據(jù)所述第一采樣矩陣得到相應(yīng)的第一協(xié)方差矩陣；還用于對(duì)待感知的無線信號(hào)進(jìn)行采樣得到第二采樣矩陣，并依據(jù)所述第二采樣矩陣得到第二協(xié)方差矩陣；

計(jì)算模塊，用于采用統(tǒng)計(jì)流形度量法計(jì)算出第一坐標(biāo)點(diǎn)和第二坐標(biāo)點(diǎn)之間的幾何距離；所述第一協(xié)方差矩陣和所述第二協(xié)方差矩陣分別對(duì)應(yīng)統(tǒng)計(jì)流形的所述第一坐標(biāo)點(diǎn)和所述第二坐標(biāo)點(diǎn)，所述統(tǒng)計(jì)流形依據(jù)高斯分布進(jìn)行建立；

判斷模塊，用于判斷所述幾何距離是否大于預(yù)設(shè)門限，如果是，則所述待感知的無線信號(hào)中存在信號(hào)，否則，所述待感知的無線信號(hào)中僅存在噪聲；所述預(yù)設(shè)門限依據(jù)虛警概率進(jìn)行設(shè)定；其中：

所述預(yù)設(shè)門限的計(jì)算過程為：

(1)仿真產(chǎn)生噪聲，并對(duì)所述噪聲進(jìn)行采樣得到N＇+1個(gè)協(xié)方差矩陣，并將其中的一個(gè)作為待檢測(cè)矩陣R＇；

(2)采樣梯度下降法計(jì)算出N＇個(gè)協(xié)方差矩陣的黎曼均值R_d，采用統(tǒng)計(jì)流形度量法計(jì)算出所述待檢測(cè)矩陣R＇和所述黎曼均值R_d在統(tǒng)計(jì)流形S上對(duì)應(yīng)的兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間距離D(R_d，R＇)；

(3)重復(fù)步驟(1)和(2)L次，設(shè)第一次得到的距離值D(R_d，R＇)為L(zhǎng)_d1，第2次得到的距離值D(R_d，R＇)為L(zhǎng)_d2，…，第i次得到的距離值D(R_d，R＇)為L(zhǎng)_di，…，第L次得到的距離值D(R_d，R＇)為L(zhǎng)_dL；并將L個(gè)L_di進(jìn)行降序排列；依據(jù)虛警概率P_f得到預(yù)設(shè)門限為第L*P_f個(gè)位置對(duì)應(yīng)的距離值，并將所述距離值作為預(yù)設(shè)門限。