在脉冲噪声环境下基于顺序统计的频谱感知方法技术

本发明专利技术公开一种在脉冲噪声环境下基于顺序统计的频谱感知方法，首先从认知无线电监测信道中进行多次采样，经过下变频及模数变换后得到基带采样点；接着对该采样点进行范数估计；接着根据所求范数估计值再计算脉冲噪声在接收采样点集合中所占比例；然后对其进行排序且选取排序后幅值较大的采样点，并把它们作为一个集合；再利用预设的临界值去计算幅度门限值并且筛选出幅度大于幅度门限值的采样点作为一个集合；接着把从排序后得到的较大采样点集合与幅度值大于幅度门限值的采样点集合取并集，并把去除该并集内的采样点后的采样点用来做频谱感知，并把得到的结果和两倍的方差值作比较，然后根据比较结果则判定该监测信道是否被占用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及认知无线电的频谱感知
，具体涉及一种在脉冲噪声环境下基 于顺序统计的频谱感知方法。
技术介绍
随着无线通信业务需求的快速增长，可用频谱资源变得愈来愈稀缺，认知无线电 已经成为解决现有频谱资源匮乏的非常有前景的技术。认知无线电是一种智能的无线通信 系统，它能感知周围的无线环境，通过一定的方法相应的改变某些工作参数来实时的适应 环境，从而达到提高频谱利用率、缓解频谱资源紧张的目的。而频谱感知是认知无线电中最 具有挑战的问题之一。 目前国内外提出的感知方法主要有以下三种：一是基于能量检测的频谱感知方 法；二是基于信号特征的频谱感知方法；三是分布式协作感知方法。这些频谱感知方法是 在考虑平稳噪声环境下，直接利用所有采样数据进行频谱检测。但在存在雷电、汽车打火等 引起的脉冲干扰的情况下，已有频谱感知方法的虚警概率会急剧增加，从而使得频谱资源 利用率严重下降。
技术实现思路
本专利技术所要解决的现有感知方法在脉冲噪声干扰下存在虚警概率增加及频谱资 源利用率低的问题，提供一种，其能够有 效降低在脉冲噪声环境下的虚警概率，提高频谱资源利用率。 为解决上述问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的： ，包括如下步骤： 步骤1、对无线电监测信道中进行采样，得到采样点集合； 步骤2、计算脉冲噪声在采样点集合中的比例A，即 式中，A表示脉冲噪声在采样点集合中所占比例；1114表示四阶范数估计值，;1116表示六阶范数估计值，；r(n)表示采样点的接收信号的 幅值，N表示采样点的个数； 步骤3、根据采样点的幅值，对采样点集合的所有采样点即N个采样点进行排序 后，并从排序后的采样点集合中由大到小选取出Μ个采样点，形成第一集合Φ ;上述Μ的计 算公式如下： 式中，Α表示脉冲噪声在采样点集合中所占比例；Ν表示采样点的个数；ξ表示可 调参数； 步骤4、设定幅度门限χα，并从采样点集合的N个采样点中选取出幅值大于幅度门 限\的采样点，形成第二集合Φ ; 步骤5、求第一集合Φ与第二集合Φ的并集，并从采样点集合的N个采样点中将 并集中的采样点去除，形成用于频谱感知的感知集合Θ ; 步骤6、对感知集合Θ进行频谱感知。 上述步骤3中，对采样点集合进行排序的目的仅是为了能够从中选取出Μ个幅值 较大的采样点。其既可以对采样点集合的Ν个采样点的幅值进行大到小的排序，此时由前 向后从排序后的采样点集合中选取出Μ个采样点即为幅值较大的采样点；又可以对采样点 集合的Ν个采样点的幅值进行小到大的排序，此时由后向前从排序后的采样点集合中选取 出Μ个采样点即为幅值较大的采样点。 上述步骤4中，幅度门限xa可以根据经验采用直接人为设定的方式进行确定，也 可以通过以下公式进行确定，即 式中，α表示预设的临界值Α表示脉冲噪声在采样点集合中所占比例；m2表示二阶范数估计值;m4表示四阶范数估计 值;1116表示六阶范数估计值；r (η)表示采样点的幅值，N表示采样点的个数。 上述步骤6中，对感知集合Θ进行频谱感知的具体方法如下，即当时，说明频谱被占用状态；当时，说明频谱处于空闲状 态；其中γ(γ〇表示感知集合的采样点的幅值；i = 1，2, . . .，π，π表示感知集合的采样点 的个数；α。表示设定的感知阈值。 与现有技术相比，本专利技术通过在无线电监测信道中进行多次采样，并对其进行下 变频、模数变换、范数估计、计算噪声脉冲在该采样点集合中所占比例，然后对采样点集合 进行排序并筛选出其中较大幅值的样点作为一个集合，再通过设定一个幅度门限值筛选出 大于该值的样点作为另一个集合；取出去除这两个集合求并集后的采样点与两倍的方差值 作比较，从而判断频谱是否处于空闲状态，进而实现频谱感知。本专利技术有效的避免了现有频 谱感知方法所存在的在脉冲噪声干扰下虚警概率大幅增加的缺陷，从而有效的提高了频谱 资源的利用率。【附图说明】 图1为的流程图。【具体实施方式】 本专利技术所设计的一种，首先从认 知无线电监测信道中进行多次采样，并把采样的采样点作为一个集合，其经过下变频及模 数变换后得到基带采样点；接着对该采样点进行二阶、四阶及六阶范数估计；接着根据所 求范数估计值再计算脉冲噪声在接收采样点集合中所占比例；然后对其进行从小到大的排 序且选取排序后幅值较大的采样点，并把它们作为一个集合；再利用预设的临界值去计算 幅度门限值并且筛选出幅度大于幅度门限值的采样点作为一个集合；接着把从排序后得到 的较大采样点集合与幅度值大于幅度门限值的采样点集合取并集，并把去除该并集内的采 样点后的采样点用来做频谱感知，并把得到的结果和两倍的方差值作比较，然后根据比较 结果则判定该监测信道是否被占用。 具体来说，一种，参见图1，包括 如下步骤： 步骤A、在认知无线电监测信道中，对监测信道内的信号进行多次采样，并将其 作为一个采样点集合，然后经下变频和模数变换等基带信号处理后，得各个采样点的当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
在脉冲噪声环境下基于顺序统计的频谱感知方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1、对无线电监测信道中进行采样，得到采样点集合；步骤2、计算脉冲噪声在采样点集合中的比例A，即A=(m4/2-1)3(m6/6-3m4/2+3)2]]>式中，A表示脉冲噪声在采样点集合中所占比例；m4表示四阶范数估计值，m6表示六阶范数估计值，r(n)表示采样点的接收信号的幅值，N表示采样点的个数；步骤3、根据采样点的幅值，对采样点集合的所有采样点即N个采样点进行排序后，并从排序后的采样点集合中由大到小选取出M个采样点，形成第一集合φ；上述M的计算公式如下：M＝AN+ξ式中，A表示脉冲噪声在采样点集合中所占比例；N表示采样点的个数；ξ表示可调参数；步骤4、设定幅度门限xa，并从采样点集合的N个采样点中选取出幅值大于幅度门限xa的采样点，形成第二集合ψ；步骤5、求第一集合φ与第二集合ψ的并集，并从采样点集合的N个采样点中将并集中的采样点去除，形成用于频谱感知的感知集合θ；步骤6、对感知集合θ进行频谱感知。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闫坤，刘毅，张华伟，肖海林，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45