一种基于减少采样点数的快速两步能量检测算法制造技术

本发明专利技术提供了一种基于减少采样点数的快速两步能量检测算法，具体步骤为：a.预设一个固定的虚警概率，建立一个使检测概率最大化的优化模型，得到两个最佳判决门限值。b.将传统能量检测算法中的总采样点平均分成两部分，先进行第一步能量检测。c.将第一步能量检测获得的能量值与第一个门限值进行比较。d.若能量值不小于第一个门限值，则直接得出主用户信号存在的判决，跳至g。否则进行下一步。e.对余下的采样点进行第二步能量检测。f.将第二步能量检测得到的能量值和第一步检测的能量值求平均值后与第二个门限值进行比较，得出主用户信号是否存在的判决。g.次级用户判断检测是否停止，是则终止，否则返回到b进行下一次的检测。

A fast two step energy detection algorithm based on reducing sampling points

The present invention provides a rapid decrease of two step energy detection algorithm based on sampling points, which comprises the following steps: A. default for a fixed false alarm probability, establish a optimization model to maximize the probability of detection was two, the optimum threshold value. B. will be divided into two parts in the traditional energy detection algorithm, the first step of energy detection. C. compares the energy obtained from the first step energy detection with the first threshold. If the energy value of D. is not less than the first threshold value, then the decision of the main user signal is obtained directly, and then jumps to g. Otherwise proceed to the next step. The second step energy detection is performed by e.. F. compares the energy values obtained by the second step energy detection with the energy values of the first step, and then compares the results with the second threshold values. G. secondary users to determine whether the test is stopped, or to return to B for the next detection.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信技术中认知无线电领域，涉及认知无线电中基于减少采样点数来提高频谱检测速度的快速两步能量检测算法。
技术介绍
随着通信技术的飞速发展，各种无线电业务蓬勃涌现，人们对无线频谱资源的需求不断扩大。根据现有的频谱分配方式，大部分的频段已经授权给固定用户使用，仅仅保留了小部分免费的公共频段。近年来，随着无线通信用户和无线通信设备数的日益增长，直接导致有限的无线频谱资源越来越紧张。然而，研究表明，主用户在独享授权频段的同时，却没有充分利用该频段。很多授权频段在不同的时间段内、不同的地理区域里都未被利用，形成了大量的频谱空洞。在频谱需求日益增大的今天，合理回收利用这些频谱空洞，可以极大地缓解当前频谱资源紧张的问题。认知无线电是一种有效利用频谱空洞的新技术。这一技术允许次级用户在主用户未使用授权频段(频谱空洞存在)的前提下使用该频段；一旦主用户重新使用授权频段(频谱空洞消失)，次级用户必须马上停止使用。因此，频谱检测的基本任务是准确而快速地检测出主用户信号，从而使对主用户的干扰降到最小。常用的频谱检测方法有能量检测、匹配滤波、循环特征检测等。其中，能量检测法虽然不是一种最优的算法，但是由于它结构简单、运算量小，因此得到了更为广泛的应用。在目前能量检测的研究中，检测时间的长短主要取决于采样过程和计算过程，但随着硬件运算速度的提升，计算时间可以忽略不计，故采样点数的多少直接决定了检测时间和检测速度。因此，如果能够减少能量检测中的采样点数，就可以明显提升能量检测的检测速度。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种改进的能量检测算法，该算法可以自适应地选择进行一步或者两步检测。这一算法在保证检测精度指标的前提下，通过减少采样点数来缩短检测时间，达到快速检测的目的。为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种基于减少采样点数的快速两步能量检测算法，包括如下依序步骤：a.首先设定能量检测的虚警概率为固定值β，通过最大化检测概率，得到第一门限值λ1和第二门限值λ2，且λ1≥λ2；b.设传统的能量检测算法总采样点数为2N，改进算法中将传统检测算法分为两步进行，先对前N个采样点进行第一步能量检测，得到第一次采样的能量值V1；N个采样点的能量计算公式的定义为：V=Σi=1N|y(k)|2]]>其中，y(k)表示次级用户接收到的信号；c.将第一次获得的能量值V1与第一门限值λ1进行比较。d.若V1≥λ1,则直接做出主用户信号存在的判断，跳转至步骤g；如果V1<λ1,系统继续进行第二步检测；e.进行第二步能量检测，根据能量计算公式计算出余下N个点第二次采样的能量值V2；f.将第一步与第二步检测得到的能量值V1与V2的平均值与第二门限值λ2进行比较，如果那么认为主用户信号存在,否则认为主用户信号不存在；g.判断检测是否停止，是则终止，否则返回b进行下一次检测。在一较佳实施例中：最佳门限值是根据检测过程中虚警概率和检测概率的约束关系推导得出：首先建立一个以所述固定虚警概率β为约束，最大化检测概率为目标的优化模型，如下所示：Max{Q(λ1-N(1+γ)2N(1+2γ))+(1-Q(λ1-N(1+γ)2N(1+2γ)))·Q(λ2-N(1+γ)N(1+2γ))本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于减少采样点数的快速两步能量检测算法，其特征在于包括如下依序步骤：a.首先设定能量检测的虚警概率为固定值β，通过最大化检测概率，得到第一门限值λ1和第二门限值λ2，且λ1≥λ2；b.设传统的能量检测算法总采样点数为2N，改进算法中将传统检测算法分为两步进行，先对前N个采样点进行第一步能量检测，得到第一次采样的能量值V1；N个采样点的能量计算公式的定义为：V=Σi=1N|y(k)|2]]>其中，y(k)表示次级用户接收到的信号；c.将第一次获得的能量值V1与第一门限值λ1进行比较。d.若V1≥λ1,则直接做出主用户信号存在的判断，跳转至步骤g；如果V1<λ1,系统继续进行第二步检测；e.进行第二步能量检测，根据能量计算公式计算出余下N个点第二次采样的能量值V2；f.将第一步与第二步检测得到的能量值V1与V2的平均值与第二门限值λ2进行比较，如果那么认为主用户信号存在,否则认为主用户信号不存在；g.判断检测是否停止，是则终止，否则返回b进行下一次检测。

【技术特征摘要】
1.一种基于减少采样点数的快速两步能量检测算法，其特征在于包括如下依序步骤：a.首先设定能量检测的虚警概率为固定值β，通过最大化检测概率，得到第一门限值λ1和第二门限值λ2，且λ1≥λ2；b.设传统的能量检测算法总采样点数为2N，改进算法中将传统检测算法分为两步进行，先对前N个采样点进行第一步能量检测，得到第一次采样的能量值V1；N个采样点的能量计算公式的定义为：V=Σi=1N|y(k)|2]]>其中，y(k)表示次级用户接收到的信号；c.将第一次获得的能量值V1与第一门限值λ1进行比较。d.若V1≥λ1,则直接做出主用户信号存在的判断，跳转至步骤g；如果V1<λ1,系统继续进行第二步检测；e.进行第二步能量检测，根据能量计算公式计算出余下N个点第二次采样的能量值V...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭盛亮，郑伟斌，赖美玲，高仁阳，杨喜，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35