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专利号: 2022113149451
申请人: 西安航空学院
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种盲频谱感知方法,其特征在于,所述盲频谱感知方法包括以下步骤:步骤一,认知用户将N个接收天线接收到的信号表示为观测矩阵X(K);

步骤二,基于观测矩阵X(K)构建检测统计量T;

步骤三,计算虚警概率Pf和检测门限值η;

步骤四,计算接收信号的检测统计量T,并与检测门限值η进行比较,判断主用户信号是否存在;

所述步骤一中的认知用户将N个接收天线接收到的信号表示为观测矩阵X(K)包括:基于一个主用户和一个认知用户的频谱感知系统,主用户和认知用户的天线数目分别为M和N,且M≤N;H0和H1分别表示主用户不存在和存在两种假设,第k时刻N个接收天线接收到的信号x(k)表示为:其中,s(k)表示主用户的M个发射天线在k时刻发射的信号矢量;w(k)=[w1(k),w2T(k),…,wN(k)] 表示k时刻N个接收天线接收到的噪声矢量;wi(k)表示第i个接收天线在k时刻的接收噪声信号,i=1,…,N,且wi(k)是均值为零;H表示发射天线与接收天线之间的传输矩阵:其中,hij表示认知用户的第i个接收天线与主用户的第j个发射天线之间的响应,i=1,

2,…,N;j=1,2,…,M;

当接收到K个观测向量,接收信号用观测矩阵X(K)表示为:其中,S(K)=[s(1),s(2),…s(K)]表示K个不同时刻发射天线发送的信号矩阵,W(K)=[w(1),w(2),…,w(K)]表示K个不同时刻接收天线接收到的噪声矩阵;

所述步骤四中的计算接收信号的检测统计量T,并与检测门限值η进行比较,判断主用户信号是否存在包括:计算接收信号的检测统计量: 将检测统计量T与检

测门限值η进行比较,当T>η时,判定为主用户信号存在,占用信道;否则,判定为主用户信号不存在,未占用信道;其中,xi(k)表示第i个接收天线在第k个时刻的接收信号,i=1,…,N‑1,k=1,…,K; 表示第l个接收天线在第k个时刻的接收信号的共轭,li+1,…,N。

2.如权利要求1所述盲频谱感知方法,其特征在于,所述步骤二中的基于观测矩阵X(K)构建检测统计量T包括:其中,xi(k)表示第i个接收天线在第k个时刻的接收信号,i=1,…,N‑1,k=1,…,K;

表示第l个接收天线在第k个时刻的接收信号的共轭,l=i+1,…,N。

3.如权利要求1所述盲频谱感知方法,其特征在于,所述步骤三中的计算虚警概率Pf和检测门限值η包括:虚警概率Pf表示为:

2

其中, σ为高斯白噪声的方差;

在给定虚警概率Pf时,得到检测门限η为:

‑1

其中,Q (·)为Q(·)的逆运算。

4.一种应用权利要求1~3任意一项所述盲频谱感知方法的盲频谱感知系统,其特征在于,所述盲频谱感知系统包括:认知用户数据获取模块,用于认知用户将N个接收天线接收到的信号表示为观测矩阵X(K);

检测统计量构造模块,用于基于观测矩阵X(K)构建检测统计量T;

检测门限值计算模块,用于计算虚警概率Pf和检测门限值η;

主用户信号判断模块,用于计算接收信号的检测统计量T,并与检测门限值η进行比较,判断主用户信号是否存在;

认知用户将N个接收天线接收到的信号表示为观测矩阵X(K)包括:基于一个主用户和一个认知用户的频谱感知系统,主用户和认知用户的天线数目分别为M和N,且M≤N;H0和H1分别表示主用户不存在和存在两种假设,第k时刻N个接收天线接收到的信号x(k)表示为:其中,s(k)表示主用户的M个发射天线在k时刻发射的信号矢量;w(k)=[w1(k),w2T(k),…,wN(k)] 表示j时刻N个接收天线接收到的噪声矢量;wi(k)表示第i个接收天线在k时刻的接收噪声信号,i=l,…,N,且wi(k)是均值为零;H表示发射天线与接收天线之间的传输矩阵:其中,hij表示认知用户的第i个接收天线与主用户的第j个发射天线之间的响应,i=1,

2,…,N;j=1,2,…,M;

当接收到K个观测向量,接收信号用观测矩阵X(K)表示为:其中,S(K)=[s(1),s(2),…,s(K)]表示K个不同时刻发射天线发送的信号矩阵,W(K)=[w(1),w(2),…,w(K)]表示K个不同时刻接收天线接收到的噪声矩阵;

计算接收信号的检测统计量T,并与检测门限值η进行比较,判断主用户信号是否存在包括:计算接收信号的检测统计量: 将检测统计量T与检

测门限值η进行比较,当T>η时,判定为主用户信号存在,占用信道;否则,判定为主用户信号不存在,未占用信道;其中,xi(k)表示第i个接收天线在第k个时刻的接收信号,i=1,…,N‑1,k=1,…,K; 表示第l个接收天线在第k个时刻的接收信号的共轭,l=i+1,…,N。

5.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行权利要求1~

3任意一项所述盲频谱感知方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行权利要求1~3任意一项所述盲频谱感知方法的步骤。