1.一种基于集合平均值迭代检测的连续频谱感知方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:S1:初始化或者通过某种方式获得一个噪声样本集合,用于计算初始的噪声平均功率值;
S2:设置一个宽度为K个观测时隙的滑动窗口,将滑动窗口内观测到的K个时隙所对应的平均功率值组成一个观测集合,并将噪声集合与观测集合合并为一个整体的待处理集合,对其进行升序排序操作;
S3:通过集合平均值迭代检测对大集合的元素进行逐个检测处理,从而得到PU信号占用的时隙子集;
S4:利用集合映射关系得到滑动窗口中所有主用户(primary user,PU)占用时隙的时标信息;
S5:得到当前观测窗口内各个时隙所对应的PU信号占用状态,SU接入授权频段进行无线传输或者保持静默等待状态;
S6:滑动窗口向前滑动一个时隙,在新的K个时隙范围内继续进行下一次频谱感知过程。
2.根据权利要求1所述的一种基于集合平均值迭代检测的连续频谱感知方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:假设当前时刻t=ωT,宽度为K个时隙的滑动窗口滑动到当前位置,其中T为每个时隙宽度,ω为整数;该滑动窗口包含K个时隙的频谱观测信号,根据初始条件得到K个时隙内对应的平均功率矢量y=[y1,y2,…,yK]T,其中yk表示第k时隙内,次级用户(secondary user,SU)接收信号的平均功率;
对接收信号的平均功率矢量y进行处理,将其所有元素组成集合 与
噪声集合 合并组成一个元素个数为(L+K)的集合
对 集合中的元素进行从小到大排序,得到新集合
3.根据权利要求2所述的一种基于集合平均值迭代检测的连续频谱感知方法,其特征在于,所述初始条件具体包括:将检测问题视为二元假设检验问题,即存在两种假设H0和H1:在假设H0下,PU信号不存在,此时SU可以使用PU所在频段;在假设H1下,PU信号存在,SU必保持静默状态;在目标频段上,SU通过滑动窗口来获取频谱观测数据,该滑动窗口每次滑动一个时隙且滑动窗口宽度固定为K个时隙;假设SU能通过某种自干扰消除(Self-Interference Cancellation,SIC)方法将目标频段上可能来自于其它SU的干扰信号消除或者抑制到某一较低的水平;假设在第k时隙内,SU观测到N个数据,即:其中,s(n)是包括了多径传输和阴影效应的PU信号成分,w(n)是包含了圆对称复合高斯噪声和可能存在的SU经过自干扰消除之后残余信号的圆对称复合高斯信号,第k时隙内的接收信号的平均功率为:最后,滑动窗口内所有K个时隙对应的接收信号平均功率矢量为y=[y1,y2,…,yK]T。
4.根据权利要求2所述的一种基于集合平均值迭代检测的连续频谱感知方法,其特征在于,初始化一个L×1的噪声功率向量ωnoise=[w1,w2,…,wL]T,并将其所有元素组成一个元素个数为L的噪声集合所述噪声集合 SU将该噪声集合预先存储,为基于集合平均值迭代检测的连续频谱感知提供初筛数据。
5.根据权利要求2所述的一种基于集合平均值迭代检测的连续频谱感知方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:取集合 里的前M个元素按大小顺序组成初始子集 剩余的元素按顺序组成子集 对 中所有元素进行集合平均值计算,并将其与 中第1个元素比较大小:其中,λ为集合平均值计算的控制调整系数;
若式(1)成立,则将 中的第一个元素放入 即令M=M+1之后,继续执行式(1);若式(1)不成立,则停止迭代,得到滑动窗口内PU占用时隙的个数为(M-L),及PU信号存在的时隙集合 和PU信号不存在的时隙集合 或者M达到最大值(L+K-1)时停止迭代。
6.根据权利要求5所述的一种基于集合平均值迭代检测的连续频谱感知方法,其特征在于,所述步骤S4具体包括:根据集合间映射关系,通过集合 得到集合 中对应元素的位置,再得到集合 中对应元素的位置,以及集合 中对应元素的位置,最后获得PU信号在当前滑动窗口中所存在的时隙位置。
7.根据权利要求6所述的一种基于集合平均值迭代检测的连续频谱感知方法,其特征在于,所述步骤S5具体包括:根据滑动窗口中最近η个时隙对应的PU状态判决结果,利用AND/OR/Majority准则对该η个时隙的PU状态进行联合判决,得到当前时刻目标频段中的PU状态判决,并定位到最早发生PU状态变化的时隙,以便SU在下一个时隙采取频谱接入或保持静默等待状态。