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专利号: 2017102947226
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于希尔伯特黄变换的频谱感知方法,其特征在于,包括:获取待检测信号,并对所述待检测信号进行EMD分解,得到对应的n个IMF分量,所述待检测信号为无线频谱信号;

求出每个所述IMF分量的希尔伯特谱,并将第1个至第i个所述IMF分量分别对应的希尔伯特谱进行叠加,得到总希尔伯特谱,其中i小于n;

对所述总希尔伯特谱进行时间上的累加,得到边际谱;

判断所述边际谱是否大于或者等于预设判决门限值,如果是,则确定所述待检测信号中存在主用户信号,如果否,则确定所述待检测信号中不存在主用户信号;

求出每个所述IMF分量的希尔伯特谱,包括:

按照下式对每个IMF分量进行希尔伯特黄变换,得到对应的希尔伯特谱:其中,P表示Cauchy主值,τ表示时间积分变量,t表示时间,π表示圆周率值,Cj(t)表示任一IMF分量,H[Cj(t)]表示对应的希尔伯特谱;

将第1个至第i个所述IMF分量分别对应的希尔伯特谱进行叠加,得到总希尔伯特谱,包括:按照下列公式计算得到总希尔伯特谱:

其中,i表示虚数,j表示第j个IMF分量,t表示时间,wi(t)表示瞬时角频率,H(ω,t)表示总希尔伯特谱;

对所述待检测信号进行EMD分解,得到对应的n个IMF分量,包括:步骤1:确定所述待检测信号为当前处理信号;

步骤2:确定当前处理信号中包含的全部局部极大值及局部极小值,并采用三次样条插值法对全部局部极大值及局部极小值进行拟合,构造出对应的极大值包络及极小值包络,计算所述极大值包络及极小值包络的平均值,得到瞬时平均值;

步骤3:将所述当前处理信号减去最新的瞬时平均值,得到信号分量,如果该信号分量满足IMF条件,则确定该信号分量为IMF分量,并将当前处理信号减去该IMF分量得到信号残差,判断所述信号残差是否满足分解停止条件,若是则分解完毕,若否则将该信号残差作为当前处理信号返回执行步骤2;如果该信号分量不满足IMF条件,则将所述信号分量作为当前处理信号返回执行步骤2;

其中,所述IMF条件包括:标准偏差SD小于0.27,余量均值小于0.001或者极值的数目为

0;如果上述两项均满足则确定满足IMF条件,任一项不满足则确定不满足IMF条件。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述总希尔伯特谱进行时间上的累加,得到边际谱,包括:按照下列公式计算得到边际谱:

其中h(ω)表示边际谱,T表示数据总长度。

3.一种基于希尔伯特黄变换的频谱感知装置,其特征在于,包括:分解模块,用于:获取待检测信号,并对所述待检测信号进行EMD分解,得到对应的n个IMF分量,所述待检测信号为无线频谱信号;

叠加模块,用于:求出每个所述IMF分量的希尔伯特谱,并将第1个至第i个所述IMF分量分别对应的希尔伯特谱进行叠加,得到总希尔伯特谱,其中i小于n;

累加模块,用于:对所述总希尔伯特谱进行时间上的累加,得到边际谱;

判断模块,用于:判断所述边际谱是否大于或者等于预设判决门限值,如果是,则确定所述待检测信号中存在主用户信号,如果否,则确定所述待检测信号中不存在主用户信号;

所述叠加模块包括:

变换单元,用于:按照下式对每个IMF分量进行希尔伯特黄变换,得到对应的希尔伯特谱:其中,P表示Cauchy主值,τ表示时间积分变量,t表示时间,π表示圆周率值,Cj(t)表示任一IMF分量,H[Cj(t)]表示对应的希尔伯特谱;

所述叠加模块包括:

叠加单元,用于:按照下列公式计算得到总希尔伯特谱:

其中,i表示虚数,j表示第j个IMF分量,t表示时间,wi(t)表示瞬时角频率,H(ω,t)表示总希尔伯特谱;

所述分解模块包括:

分解单元,用于执行以下操作:步骤1:确定所述待检测信号为当前处理信号;步骤2:确定当前处理信号中包含的全部局部极大值及局部极小值,并采用三次样条插值法对全部局部极大值及局部极小值进行拟合,构造出对应的极大值包络及极小值包络,计算所述极大值包络及极小值包络的平均值,得到瞬时平均值;步骤3:将所述当前处理信号减去最新的瞬时平均值,得到信号分量,如果该信号分量满足IMF条件,则确定该信号分量为IMF分量,并将当前处理信号减去该IMF分量得到信号残差,判断所述信号残差是否满足分解停止条件,若是则分解完毕,若否则将该信号残差作为当前处理信号返回执行步骤2;如果该信号分量不满足IMF条件,则将所述信号分量作为当前处理信号返回执行步骤2;

其中,所述IMF条件包括:标准偏差SD小于0.27,余量均值小于0.001或者极值的数目为

0;如果上述两项均满足则确定满足IMF条件,任一项不满足则确定不满足IMF条件。

4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述累加模块包括:累加单元,用于:按照下列公式计算得到边际谱:

其中h(ω)表示边际谱,T表示数据总长度。