[發明專利]一種北極海上無線通信頻譜感知方法及系統

在審

• 申請號: 202210533254.4
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN115038091A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 耿丹陽;孫雨萌;臧鈺;蘇飛;艾云飛;鄧蕾;劉文
• 申請（專利權）人: 中交信息技術國家工程實驗室有限公司;赤灣通信衛星應用技術（深圳）有限公司
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;G06N20/10
• 代理公司: 北京鼎真知識產權代理事務所(普通合伙) 11815
• 代理人: 張濯非

1.一種北極海上無線通信頻譜感知方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取待感知的北極海上通信信號；

根據線性判斷分析LDA對所述待感知的北極海上通信信號構建北極海上通信頻譜感知數據集；

將所述極地海上通信頻譜感知數據集輸入非線性支持向量機SVM，訓練適用于北極海上通信頻譜感知的頻譜分類器；

根據所述頻譜分類器進行頻譜判斷并輸出分類結果。

2.根據權利要求1所述的一種北極海上無線通信頻譜感知方法，其特征在于，所述根據線性判斷分析LDA對所述待感知的北極海上通信信號構建北極海上通信頻譜感知數據集，包括：

使用循環譜提取所述待感知的北極海上通信信號的譜線數量、衰減系數和譜相關系數最大值三個特征。

3.根據權利要求2所述的一種北極海上無線通信頻譜感知方法，其特征在于，所述循環譜根據如下方式獲?。?/p>

根據所述待感知的北極海上通信信號y(t)計算循環自相關函數R^α(τ)為：

其中，α為循環頻率，T₀為循環周期，R(t，τ)為y(t)的自相關函數，τ∈(0，+∞)；e為常數，dt為對時間t的積分，t∈[0，T₀]，j是虛數；

針對北極環境的海上通信的離散信號，其循環譜S^α(f)為：

其中，將次用戶接收信號y(t)分為N段，每段有T個點，Y(t_n，f)為信號每段的離散傅里葉變換，Y^*是Y的共軛；f為某一時刻t_n的頻率值，n∈[1，N]，且n為正整數。

4.根據權利要求3所述的一種北極海上無線通信頻譜感知方法，其特征在于，所述譜線數量、衰減系數和譜相關系數最大值三個特征，根據如下方式計獲得：

計算譜線數量N_α：令f＝0，得到信號循環頻率軸的信息S^α(0)，進而在該軸上得到不同的頻率點分布的譜線；

計算衰減特性M_f：令α＝0，得到信號譜頻率軸令表示f軸頻譜單位頻率的衰減特性；其中，為頻譜最大值，對應頻率點為f₂，當時，對應頻率點為f₁；

計算譜相關系數最大值

5.根據權利要求4所述的一種北極海上無線通信頻譜感知方法，其特征在于，所述構建北極海上通信頻譜感知數據集，包括：

共同構成一組三維特征向量X＝[N_α，M_f，M_c]^T，記為

當主用戶存在時，提取特征得到樣本[x₁，x₂，...，x_i]^T；當主用戶不存在時，提取特征得到樣本[x_i+1，x_i+2，...，x_M]^T，i＝1，2，..，，M，M為數據集的總樣本數；

三維特征向量x_i對應狀態標簽為y_i，H₀下記y_i＝-1，H₁下記y_i＝+1；其中，H₀為無主用戶情況，H₁為主用戶存在情況；

上述樣本共同組成北極海上通信頻譜感知數據集[X_M，Y_M]：

Y_M＝[y₁，y₂，...，y_M]^T。