[發明專利]一種基于多天線的空域頻譜感知方法

有效

• 申請號: 201911173825.2
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN110912630B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 陳云華;史治平
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

1.一種基于多天線的空域頻譜感知方法，對載有多天線的認知用戶，天線為各向同性的M元均勻圓形陣列，空間中有D個遠場主用戶信號從不同方向入射到M元均勻圓形陣列，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、陣列天線對接收信號進行N次采樣，則認知用戶每個陣列天線接收到的信號表示為：

其中，為信號傳播時延造成的相位差，i＝1,2,...,D表示第i個主用戶信號，j＝1,2,…,M表示第j個接收天線，θ_i和分別表示第i個主用戶信號的方位角和仰角，n＝0,1,…,N-1表示第n個采樣序號，λ表示波長、表示載波角頻率；令M個陣列天線的接收數據構成一個M×N維矩陣：

其中，表示主用戶和認知用戶接收天線的信道增益矩陣，‘.*’表示矩陣點乘，為信號矩陣，為陣列流行，為加性噪聲矩陣；

S2、計算樣本協方差矩陣

通過采樣序列得到估計的自相關函數然后對進行特征值分解得到M個特征值及其對應的特征向量，從而獲得的最大特征值跡以及特征值幾何平均

S3、取α∈[0,1]，計算融合檢測算法的檢驗統計量T：

根據隨機矩陣理論得到虛警概率P_fa：

其中，σ²為高斯白噪聲w(n)的方差、F_TW(·)為一階Tracy-Widom分布；根據虛警概率P_fa，確定判決門限γ：

其中為一階Tracy-Widom分布的逆；

S4、將統計量T與判決門限γ進行比較：

若檢驗統計量T大于判決門限γ，則子帶被占用，主用戶存在，進入步驟S5；

若檢驗統計量T小于判決門限γ，則子帶未被占用，主用戶不存在，認知用戶直接進行頻譜接入；

S5、估計主信號數將步驟S2中得到的樣本協方差矩陣的特征值從小到大排列，即λ₁≥…≥λ_Dλ_D+1≥…≥λ_M，V＝[q₁,q₂,...,q_M]是對應的特征向量，計算γ_k＝λ_k/λ_k+1，k＝1,2,…,M-1，取主信號數的估計值為使得γ_k＝max(γ₁,γ₂,…,γ_M-1),k＝1,2,…,M-1時的k值；

S6、對主信號進行波達方向估計：根據主信號數估計值構造維的噪聲子空間按照計算Music空間譜，并搜索Music空間，找出個峰值，從而得到主信號DOA估計值，認知用戶通過波束成形技術避開主用戶通信方向進行頻譜接入。