[發(fā)明專利]在授權(quán)用戶靜默期估計噪聲功率的能量檢測頻譜感知方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811059864.5
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109120360A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金明
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

本發(fā)明公開了一種在授權(quán)用戶靜默期估計噪聲功率的能量檢測頻譜感知方法，其處理過程為：在授權(quán)用戶的靜默期內(nèi)估計得到噪聲功率；在當(dāng)前感知時隙內(nèi)，對來自1個通道的信號進行多次采樣，每次采樣得到一個樣本；然后根據(jù)所有樣本計算能量；再根據(jù)能量及噪聲功率，計算檢驗統(tǒng)計量；最后通過比較檢驗統(tǒng)計量與判決門限的大小，判定當(dāng)前感知時隙內(nèi)是否存在授權(quán)用戶信號；優(yōu)點是利用授權(quán)用戶的靜默期內(nèi)采樣的樣本進行噪聲功率估計，由于在授權(quán)用戶的靜默期內(nèi)不存在授權(quán)用戶的信號，因此能準確地估計出噪聲功率；在計算檢驗統(tǒng)計量時利用了當(dāng)前感知時隙內(nèi)的采樣信號的能量和估計得到的噪聲功率，從而能夠獲得較好的感知性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種認知無線電頻譜感知技術(shù)，尤其是涉及一種在授權(quán)用戶靜默期估計噪聲功率的能量檢測頻譜感知方法。

背景技術(shù)

移動通信業(yè)務(wù)多樣化的迅猛發(fā)展極大程度地豐富和便利了人們的工作和生活，但是，相應(yīng)地?zé)o線設(shè)備數(shù)量和移動數(shù)據(jù)流量的需求呈爆炸式增長，這就導(dǎo)致了頻譜資源短缺問題。近幾年，頻譜資源短缺問題已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)，而且在可預(yù)見的未來會變得愈加嚴重。然而，這卻不是因為物理頻譜資源不足造成的，而是因為現(xiàn)有的固定頻譜分配策略使很多頻譜資源無法得到充分利用，極大地降低了頻譜利用率。因此，提高頻譜利用率成為了解決這個問題的關(guān)鍵。針對這個問題，Mitola博士提出了認知無線電技術(shù)。認知無線電技術(shù)是指無線設(shè)備能夠與所處的通信環(huán)境進行交互并根據(jù)交互結(jié)果改變自身傳輸參數(shù)，從而實現(xiàn)以動態(tài)、自適應(yīng)的方式靈活地利用潛在的空閑頻譜。為了避免對授權(quán)用戶產(chǎn)生干擾，認知無線電技術(shù)需要能夠準確、快速地發(fā)現(xiàn)空閑頻譜，實現(xiàn)穩(wěn)健地頻譜感知。因此，頻譜感知成為了認知無線電的關(guān)鍵技術(shù)之一。

目前，能量檢測法已被廣泛應(yīng)用于認知無線電的頻譜感知中，然而，傳統(tǒng)的能量檢測頻譜感知方法需要知道噪聲功率本身，而實際中噪聲功率本身往往是未知的，當(dāng)噪聲功率本身未知時，傳統(tǒng)的能量檢測頻譜感知方法使用人為設(shè)定的噪聲功率的上界值來代替噪聲功率本身，這會引起噪聲功率不確定性的問題，從而會嚴重降低頻譜感知的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在授權(quán)用戶靜默期估計噪聲功率的能量檢測頻譜感知方法，其無需知道噪聲功率本身，且感知性能好。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種在授權(quán)用戶靜默期估計噪聲功率的能量檢測頻譜感知方法，其特征在于處理過程為：在授權(quán)用戶的靜默期內(nèi)估計得到噪聲功率；在當(dāng)前感知時隙內(nèi)，對來自1個通道的信號進行多次采樣，每次采樣得到一個樣本；然后根據(jù)所有樣本計算能量；再根據(jù)能量及噪聲功率，計算檢驗統(tǒng)計量；最后通過比較檢驗統(tǒng)計量與判決門限的大小，判定當(dāng)前感知時隙內(nèi)是否存在授權(quán)用戶信號。

該在授權(quán)用戶靜默期估計噪聲功率的能量檢測頻譜感知方法具體包括以下步驟：

步驟一：從授權(quán)用戶的公開的地理信息數(shù)據(jù)庫中獲取授權(quán)用戶的靜默期；然后在授權(quán)用戶的靜默期內(nèi)估計得到噪聲功率，記為

步驟二：在認知無線電系統(tǒng)中僅配置有1個通道；將當(dāng)前想要采樣的感知時隙定義為當(dāng)前感知時隙；然后在當(dāng)前感知時隙內(nèi)，對來自通道的信號進行N次采樣，每次采樣得到一個樣本，將第n次采樣得到的樣本記為x(n)；其中，N≥10，n為正整數(shù)，1≤n≤N；

步驟三：根據(jù)N個樣本，計算能量，記為E，其中，符號“| |”為取絕對值符號；

步驟四：根據(jù)E和計算檢驗統(tǒng)計量，記為T，

步驟五：判斷T是否大于判決門限d，如果T＞d，則判定當(dāng)前感知時隙內(nèi)存在授權(quán)用戶信號；否則，判定當(dāng)前感知時隙內(nèi)不存在授權(quán)用戶信號；其中，d滿足給定的虛警概率P_f，并通過計算機仿真獲得，P_f∈[0,1]。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：