一种基于多天线瞬时功率比较的频谱感知方法

摘要

本发明公开了一种基于多天线瞬时功率比较的频谱感知方法，其利用多根接收天线接收时域连续的射频信号；然后对每个时域连续的射频信号进行下变频、时域采样得到对应的时域离散的基带信号；接着计算每个时域离散的基带信号中的每个时域采样时刻的时域采样点的瞬时功率，再按所有瞬时功率从小到大的顺序对所有瞬时功率重新赋值；接着计算检验统计量；最后通过比较检验统计量与判决门限的大小，判定是否有其它无线通信业务占用频段，实现频谱感知；优点是频谱感知性能良好，且克服了能量检测法要求精确预知噪声功率的缺陷，也克服了特征值检测法在多根天线接收信号之间的时域相关性较低或不相关时频谱感知失效的缺点。

主权项

一种基于多天线瞬时功率比较的频谱感知方法，其特征在于包括以下步骤：①假设认知无线电系统中有M根接收天线均用于接收时域连续的射频信号，其中，M表示认知无线电系统中的接收天线的总数，M≥2；②对每根接收天线接收到的时域连续的射频信号进行下变频处理，得到每根接收天线接收到的时域连续的射频信号对应的时域连续的基带信号；然后对每根接收天线接收到的时域连续的射频信号对应的时域连续的基带信号进行时域采样处理，得到每根接收天线接收到的时域连续的射频信号对应的时域离散的基带信号，将第i根接收天线接收到的时域连续的射频信号对应的时域离散的基带信号中的第n个时域采样时刻的时域采样点的采样值记为x_i,n，其中，i＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N，N表示时域采样处理的采样点数，N≥15；③计算每根接收天线接收到的时域连续的射频信号对应的时域离散的基带信号中的每个时域采样时刻的时域采样点的瞬时功率，将第i根接收天线接收到的时域连续的射频信号对应的时域离散的基带信号中的第n个时域采样时刻的时域采样点的瞬时功率记为r_i,n，r_i,n＝(|x_i,n|)²，其中，符号“| |”为取绝对值符号；然后对M根接收天线接收到的时域连续的射频信号对应的时域离散的基带信号中的所有时域采样时刻的时域采样点的瞬时功率按从小到大的顺序进行排序，再将数值1到M×N共M×N个正整数一一对应赋值给按从小到大的顺序排序后的M×N个瞬时功率，将第i根接收天线接收到的时域连续的射频信号对应的时域离散的基带信号中的第n个时域采样时刻的时域采样点的瞬时功率重新赋值后的值记为r_i,n'；④计算检验统计量，记为T，$T=\frac{12\times \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{\left(\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}{r_{i,n}}^{\prime }\right)}^2}{N^2\times M\times (N\times M+1)}-3(N\times M+1);$⑤根据虚警概率P_f和认知无线电系统中的接收天线的总数M，计算判决门限，记为λ，λ的值是自由度为M‑1的卡方分布的上P_f分位点的值，其中，0≤P_f≤1；⑥比较检验统计量T与判决门限λ的大小，如果T≥λ，则判定其它无线通信业务正占用频段；如果T<λ，则判定其它无线通信业务未占用频段。