1.一种基于聚类算法的联合频谱感知方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:S1:输入采样矩阵;对采样矩阵进行小波变换降噪,得到降噪后的采样矩阵;
S2:将降噪后的采样矩阵进行处理,得到协方差矩阵;
S3:取S2所得协方差矩阵的最大特征值和最小特征值相加得到一个和值,取S2中所得协方差矩阵的最大特征值和最小特征值相减得到一个差值;
S4:输入待测信号的采样矩阵,循环S2-S4三次,分别得到三个和值L1、L2、L3和三个差值G1、G2、G3;将三个和值和三个差值分别组成向量 和输入有主用户信号存在情况下的采样矩阵,循环S2-S4,循环的次数为n次,且n为3的倍数,分别得到n个和值S1,S2…Sn和n个差值P1,P2…Pn;将n个和值和n个差值分别组成向量和输入无主用户信号存在情况下的采样矩阵,循环S2-S4,循环的次数为n次,且n为3的倍数,分别得到n个和值Q1,Q2…Qn和n个差值T1,T2…Tn;将n个和值和n个差值分别组成向量和S5:取三维坐标 的中点为β,取 的中点为η;
将 顺序均匀切分成三段然后组成一个3×(n/3)的矩阵,以该矩阵的每一列为一个三维空间中点的坐标,于是可以得到n/3个三维空间中心的集合U1;
将 顺序均匀切分成三段然后组成一个3×(n/3)的矩阵,以该矩阵的每一列为一个三维空间中点的坐标,于是可以得到n/3个三维空间中心的集合V1;
将 顺序均匀切分成三段然后组成一个3×(n/3)的矩阵,以该矩阵的每一列为一个三维空间中点的坐标,于是可以得到n/3个三维空间中心的集合U2;
将 顺序均匀切分成三段然后组成一个3×(n/3)的矩阵,以该矩阵的每一列为一个三维空间中点的坐标,于是可以得到n/3个三维空间中心的集合V2;
S6:将U1、U2的点混合得到点的集合μ,将V1、V2的点混合得到点的集合ω;通过k-means++聚类算法分别对μ和ω集合中的点进行聚类,分别得到聚类中心C1、C2和C3、C4;
S7:比较β点与C1、C2的距离,如果β点与C2点距离更小,则判断待测信号中含有主用户信号;否则进行S8;
S8:比较η点与C3、C4的距离,如果η点与C4点距离更小,则判断待测信号中含有主用户信号;否则判断待测信号中不含有主用户信号。
2.根据权利要求1所述的基于聚类算法的联合频谱感知方法,其特征在于,步骤S1包括以下步骤:S1.1:通过小波变换以获得小波系数;
S1.2:对小波系数进行阈值处理以获得估计系数;
S1.3:使用估计系数执行小波重构并获得去噪后信号;
S1.4:将去噪后信号按照顺序重新拆分,得到降噪后采样信号矩阵。
3.根据权利要求1所述的基于聚类算法的联合频谱感知方法,其特征在于,步骤S2的处理公式为:δ=XXT/N
其中,δ为协方差矩阵,X为降噪后的采样矩阵,N为X列向量的个数。
4.根据权利要求1所述的基于聚类算法的联合频谱感知方法,其特征在于,步骤S6中k-means++聚类算法的聚类过程如下:S6.1:从数据集中随机选择其中一类的一个样本作为初始中心点之一,然后计算该中心点与其他中心点的距离,选择与该中心点距离最大的点为另外一个初始中心点,并且该中心点所属另外一类;
S6.2:针对数据集中的每个样本,计算它到两个中心点的距离,并将其分到距离最小的聚类中心所对应的类中;
S6.3:设其中一类有m个点,该类任意一点坐标为(xi yi zi),则可得到该类新的中心点为:同理可得到另外一个新的中心点;
S6.4:重复步骤S6.2-S6.3,直到无法产生新的中心点为止,最终的中心点即为所求聚类中心。
5.根据权利要求1所述的基于聚类算法的联合频谱感知方法,其特征在于,步骤S7中的比较判据为:则预测β点属于有主用户信号类别,于是判断β来源的采样矩阵中含有主用户信号,否则进行步骤S9;
其中,C1的坐标为(a1,b1,c1),C2的坐标为(a2,b2,c2),β的坐标为(L1,L2,L3),β使用最大最小特征值之和作为坐标参数。
6.根据权利要求1所述的基于聚类算法的联合频谱感知方法,其特征在于,步骤S8中的比较判据为:则预测η点属于有主用户信号类别,于是判断η来源的采样矩阵X中含有主用户信号,否则判断采样矩阵X中无主用户信号;
其中,C3的坐标为(a3,b3,c3),C4的坐标为(a4,b4,c4),η坐标为(G1,G2,G3),η使用最大最小特征值之差作为坐标参数。