[發明專利]一種利用以往感知時隙數據的協方差矩陣頻譜感知方法

有效

• 申請號: 201811059982.6
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109120361B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 金明
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 周玨

1.一種利用以往感知時隙數據的協方差矩陣頻譜感知方法，其特征在于處理過程為：針對當前感知時隙及多個以往感知時隙，在相應的感知時隙內，對來自多個通道的信號進行多次采樣，每次采樣得到多個樣本；然后將相應的感知時隙內每次采樣得到的多個樣本構成樣本向量；接著根據相應的感知時隙內得到的所有樣本向量計算相應的感知時隙對應的協方差矩陣；之后計算當前感知時隙對應的協方差矩陣中的所有元素的值的絕對值之和，及每個以往感知時隙對應的協方差矩陣的跡，對所有以往感知時隙對應的協方差矩陣的跡按從小到大的順序進行排序，利用排序后的跡來估計噪聲功率；再根據當前感知時隙對應的協方差矩陣中的所有元素的值的絕對值之和及噪聲功率，計算檢驗統計量；最后通過比較檢驗統計量與判決門限的大小，判定當前感知時隙內是否存在授權用戶信號；

該利用以往感知時隙數據的協方差矩陣頻譜感知方法具體包括以下步驟：

步驟一：在認知無線電系統中配置有M個通道；將當前想要采樣的感知時隙定義為當前感知時隙；其中，M≥3；

步驟二：在當前感知時隙內，對來自M個通道的信號進行同時采樣，共進行N次采樣，每次采樣得到M個樣本；接著將當前感知時隙內每次采樣得到的M個樣本構成一個樣本向量，將當前感知時隙內第n次采樣得到的M個樣本構成的樣本向量記為x(n)，x(n)＝[x₁(n),x₂(n),…,x_M(n)]^T；其中，N≥2M，n為正整數，1≤n≤N，符號“[]”為向量表示符號，[x₁(n),x₂(n),…,x_M(n)]^T為[x₁(n),x₂(n),…,x_M(n)]的轉置，x₁(n),x₂(n),…,x_M(n)對應表示當前感知時隙內第n次采樣得到的第1個樣本、第n次采樣得到的第2個樣本、……、第n次采樣得到的第M個樣本；

步驟三：根據當前感知時隙內得到的N個樣本向量，計算當前感知時隙對應的協方差矩陣，記為R，其中，R的維數為M×M，(x(n))^H為x(n)的共軛轉置；

步驟四：在下一個想要采樣的感知時隙來臨時，將該感知時隙作為當前感知時隙，然后返回步驟二繼續執行，直至計算得到當前感知時隙對應的協方差矩陣及當前感知時隙之前的至少K個感知時隙各自對應的協方差矩陣，再執行步驟五；其中，K≥10；

步驟五：將當前感知時隙之前的最近的K個感知時隙定義為以往感知時隙；然后計算當前感知時隙對應的協方差矩陣中的所有元素的值的絕對值之和，記為A；并計算K個以往感知時隙各自對應的協方差矩陣的跡；

步驟六：對K個以往感知時隙對應的協方差矩陣的跡按從小到大的順序進行排序，將排序后的第k個跡記為其中，k為正整數，1≤k≤K，對應表示排序后的第1個跡、排序后的第2個跡、排序后的第K個跡；

步驟七：利用的平均值來估計噪聲功率，記為其中，表示排序后的第個跡，符號為向下取整運算符號，q為正整數，表示排序后的第q個跡；

步驟八：根據A和計算檢驗統計量，記為T，

步驟九：判斷T是否大于判決門限d，如果T＞d，則判定當前感知時隙內存在授權用戶信號；否則，判定當前感知時隙內不存在授權用戶信號；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]。