[發明專利]一種基于極化距離的全雙工授權用戶信號提取方法

在審

• 申請號: 201811131410.4
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109067486A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 厲東明;張登銀
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382;H04L5/14;H04W16/14
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 向妮

本發明公開一種基于極化距離的全雙工授權用戶信號提取方法，認知用戶對全雙工授權用戶的授權信號進行采樣，記錄各授權信號及其采樣時刻，選取并計算任意兩個采樣時刻對應的授權采樣信號之間的極化距離，并將其與預設的判定門限值進行比較，然后按規則放入放入三個不同的集合中，最后選取包含元素較少的兩個集合視為來自單個授權用戶，從而也就獲得了來自單個授權用戶的采樣信號。該方法以極化距離作為度量計算授權用戶采樣信號的差異，能準確提取混合采樣信號中的單授權用戶信號，并可基于提到的信號將認知用戶發送極化狀態設計成兩個授權用戶采樣信號零空間之內的向量。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種基于采樣信號的極化極化距離而設計的全雙工授權用戶信號檢測與分析方法。

背景技術

在認知無線電網絡中，現有的授權信號檢測與分析方法主要針對時分雙工和頻分雙工的授權用戶而設計，這些檢測和分析方法通過采樣授權信號，可以得到每個授權用戶信號在時域、頻域以及空域的特征。基于上述特征，認知用戶可以在授權用戶信號的正交空間內通信，從而避免對授權用戶造成干擾，進而達到頻率復用的目的。然而，現有的方法都只適用于授權用戶為以下情形的認知通信系統，即授權用戶采用時分雙工或者頻分雙工技術。

在5G通信獲得廣泛研究的背景下，未來的授權用戶很可能采用全雙工技術。由于每個全雙工授權用戶都可以同時發送和接收，相互通信的兩個授權用戶就可以同時發送數據。那么在某個采樣時間點上，認知用戶采樣的授權信號就可能是來自兩個授權用戶的信號。所以，在特定的時間和頻率上，認知用戶采樣到的信號是來自于多個授權用戶的混合信號。

然而，傳統的檢測和分析方法都是針對半雙工授權用戶的，即在每個采樣時刻上認知用戶采樣到的授權信號只是來自單個授權用戶的信號，認知用戶發送矢量也是只與單個授權用戶的采樣信號相正交(可避免干擾)的，當采樣信號不再是來自單個授權用戶時，按照傳統方法設計的認知發送矢量不會與單個授權用戶的采樣信號相正交。因此，用傳統檢測和分析方法設計認知通信會對授權用戶造成較強的干擾。

公開號為CN107493147A的發明專利申請公開了一種面向全雙工授權用戶的極化相似度認知信號學習方法，基于信號的極化特性，以極化相似度作為度量計算授權用戶采樣信號的差異，區分來自每個授權用戶的信號:將認知用戶發送極化狀態設計為己處理采樣信號的零空間向量，從而保護了授權用戶，該方法可以準確地提取混合采樣信號中的單授權用戶信號，進而設計認知發送極化，實現授權用戶和認知用戶的同時同頻通信而提升頻譜效率，但該方法復雜度較高且存在信號提取差錯率較高的缺陷。

發明內容

為了克服現有技術方案中基于極化相似度的授權信號提取方法的復雜度較高且信號提取差錯率較高的問題，本發明提出一種基于極化距離的授權信號分析和提取方法，以極化距離作為度量計算授權用戶采樣信號的差異，準確提取混合采樣信號中的單授權用戶信號。

本發明的技術方案是：

一種基于極化距離的全雙工授權用戶信號提取方法，包括以下步驟：

步驟1，在采樣周期內，認知用戶對全雙工授權用戶的授權信號進行采樣，記錄各授權信號及其采樣時刻；

步驟2，選取任意兩個采樣時刻對應的授權采樣信號，計算這兩個授權采樣信號之間的極化距離，并將所述極化距離與預設的判定門限值進行比較：

當首次出現極化距離小于判定門限值時，將該極化距離對應的兩個授權采樣信號的采樣時刻放入集合S1中；

當再次出現極化距離小于判定門限值且集合S2為空時，檢查該極化距離對應的兩個授權采樣信號的采樣時刻是否在集合S1中：若其中一個采樣時刻在集合S1中或者兩個采樣時刻都在集合S1中，則將這兩個授權采樣信號的采樣時刻均放入集合S1中，否則放入集合S2中；