一种用于非圆信号的多天线频谱感知方法技术

本发明专利技术属于认知无线电技术领域，涉及一种非圆信号的多天线频谱感知方法。针对现有的多天线频谱感知方法不能充分利用非圆信号的二阶统计特性问题，提出一种适用于非圆信号的多天线频谱感知方法，具体为非圆的局部平均方差方法(noncircular local average variance，NC‑LAV)，仿真结果表明本发明专利技术方法能显著提高检测概率。

A Multi-antenna Spectrum Sensing Method for Non-circular Signals

【技术实现步骤摘要】
一种用于非圆信号的多天线频谱感知方法
本专利技术属于认知无线电
，涉及一种非圆信号的多天线频谱感知方法。
技术介绍
认知无线电(CognitiveRadio,CR)技术允许未授权次用户(secondaryusers,SU)使用授权主用户(primaryusers,PU)的空闲频谱资源，能有效解决目前频谱利用率低的问题。而频谱感知是实现认知无线电技术的前提，其主要思想是在不干扰主用户正常通信前提下，检测可利用的授权用户频谱空洞信息。传统的频谱感知方法大多数是在主用户信号为圆情况下设计的，仅利用了圆信号的标准统计协方差信息，如方差绝对值(covarianceabsolutevalue,CAV)、标度最大特征值(scaledlargesteigenvalue,SLE)、基于体积的检测(volume-baseddetection,VD)、特征值矩比(eigenvaluemomentratio，EMR)、局部平均分差(localaveragevariance,LAV)。而当主用户信号为非圆时，上述的频谱感知方法不是最优的，因为非圆信号的二阶统计特性不仅包含标准协方差(standardcovariancematrix)信息，而且包含互补协方差(complementarycovariancematrix)信息。
技术实现思路
本专利技术针对现有的多天线频谱感知方法不能充分利用非圆信号的二阶统计特性问题，提出一种适用于非圆信号的多天线频谱感知方法，具体为非圆的局部平均方差方法(noncircularlocalaveragevariance，NC-LAV)。本专利技术的非圆信号多天线频谱感知方法，其特征在于，包括如下步骤：a.次用户利用M根天线接收待感知的复时域信号频谱感知问题可以用以下二元假设模型表示：其中H0表示没有主用户不存在；H1表示至少有一个主用户存在，表示d个主用户到次用户之间的信道增益系数矩阵，为d个主用户发射非圆信号矢量，其中si(n)为第i个主用户发射的零均值非圆信号，其满足γi＝E[|si(n)|2]和E[si(n)si(n)]≠0，γi为第i个主用户发射的信号功率，为零均值方差为的复高斯循环对称噪声矢量，和IM分布为每根天线的噪声方差和M×M单位阵。b.计算样本的标准协方差矩阵和互补协方差矩阵其中N为次用户接收的总样本数，符号H和T分别表示共轭转置和转置.c.计算NC-LAV方法的检验统计量TN；其中和和d.根据给定的虚警概率pf，确定判决门限λN：其中L＝2M2+M-7，的反函数，其中可由软件Matlab自带的函数chi2inv产生。e.将统计量TN与判决门限λN进行比较：若检验统计量TN大于判决门限λN，则主用户存在，结束检测；若检验统计量TN小于判决门限λN，则主用户不存在，结束检测。本专利技术的有益效果为，在主用户信号为非圆情况下，能显著提高检测概率。附图说明图1为本专利技术的NC-LAV方法流程示意图；图2和图3为检测概率VS信噪比示意图；具体实施方式
技术实现思路
部分已经对本专利技术的技术方案做了详细描述，下面结合附图，描述本专利技术技术方案的效果。在仿真图中，主用户信号为BPSK信号矢量，其中γi＝E[|si(n)|2]和E[si(n)si(n)]≠0，信道矩阵的每个元素服从零均值方差为1的独立循环对称复高斯分布，此外信道矩阵的每列被归一化成1。因此信噪比(signal-to-noiseratio，SNR)定义为图.2和图.3的仿真曲线在虚警概率为Pf＝0.05情况下由蒙特卡洛次数为100000描绘出。(1)图.2在系统参数为天线数M＝4，样本数N＝100，d＝1，下的本专利技术方法、方差绝对值、标度最大特征值、基于体积检测、特征值矩比、局部平均方差方法检测性能比较；(2)图.3在系统参数为天线数M＝8，样本数N＝200，d＝3，[γ1,γ2,γ3]＝[3,1,0]dB，下的本专利技术方法、方差绝对值、标度最大特征值、基于体积检测、特征值矩比、局部平均方差方法检测性能比较。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于非圆信号的多天线频谱感知方法，其特征在于，包括以下步骤：a.次用户利用M根天线接收待感知的复时域信号

【技术特征摘要】
1.一种用于非圆信号的多天线频谱感知方法，其特征在于，包括以下步骤：a.次用户利用M根天线接收待感知的复时域信号频谱感知问题用以下二元假设模型表示：其中H0表示没有主用户存在；H1表示至少有一个主用户存在，表示d个主用户到次用户之间的信道增益系数矩阵，为d个主用户发射非圆信号矢量，令si(n)表示第i个主用户发射的零均值非圆信号，其满足γi＝E[|si(n)|2]和E[si(n)si(n)]≠0，γi为第i个主用户发射的信号功率，为零均值方差为的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安志，史治平，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51