【技术实现步骤摘要】
一种基于多模相关性的分步式频谱感知方法及存储介质
本专利技术属于无线通信领域,涉及认知无线电中的频谱感知(SpectrumSensing)技术。
技术介绍
随着移动通信的快速发展,用户业务对于移动网络的要求将越来越高。为了应对移动数据流量爆炸式增长、海量的设备连接及新的业务和应用场景,第五代移动通信系统(5G)应运而生。与4G相比,5G将支持更多样化的场景,融入多种无线接入方式,并充分利用从低频到高频的频谱资源,大幅提升频谱效率、能源效率和成本效率。为了满足频谱的巨大需求,除了授权频段之外,共享使用频谱的方式将会是一个主要手段。其中,认知无线电(CognitiveRadio,CR)被认为是共享使用频谱的关键技术。认知无线电允许次级用户(SecondaryUser,SU)感知外部环境中授权用户或主用户(PrimaryUser,PU)使用的授权频段使用状态,并由此机会性地接入该频段。若SU感知到该授权频段未被使用,则可以在不影响PU的前提下使用该授权频段进行无线传输。认知无线电技术包括频谱感知、动态频谱管理、动态频谱接入和功率控制等,其中,频谱感知是认知无线电最基本的技术环节之一,是实现认知过程的基础。广义上来说,频谱感知仅仅限于利用目标频段的频率信息,还可以通过对时间、空间、频谱和编码等特性多维度地得到目标频段的状态信息。目前针对频谱感知方面已经取得了一些成果,这些成果主要可以分为两类:单模感知和多模感知。单模感知技术具有实现简单等优点,是目前使用较为广泛的感知技术,无论是单用户检测还是协作多用户检测, ...
【技术保护点】
1.一种基于多模相关性的分步式频谱感知方法,其特征在于,包括以下步骤:/nS1:设置一个宽度为L个观测时隙的滑动窗口,每个次级用户SU上的三种检测器同时检测主用户PU信号,三种检测器分别为能量检测器、循环特征平稳检测器、匹配滤波检测器,用于统计PU信号的不同特征检测信息量,包括能量、功率谱和波形;/nS2:将各检测器当前时刻的统计量与上一个滑动窗口-L时刻确定的门限值λ
【技术特征摘要】
1.一种基于多模相关性的分步式频谱感知方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:设置一个宽度为L个观测时隙的滑动窗口,每个次级用户SU上的三种检测器同时检测主用户PU信号,三种检测器分别为能量检测器、循环特征平稳检测器、匹配滤波检测器,用于统计PU信号的不同特征检测信息量,包括能量、功率谱和波形;
S2:将各检测器当前时刻的统计量与上一个滑动窗口-L时刻确定的门限值λk进行比较,得到检测器的判决结果uk;
S3:通过检测器的判决结果uk构造似然比函数确定检测器感知准确度的权重系数,SU利用三种检测器的检测结果和权重系数进行加权和形式得到1bit的局部判决,并将该判决结果通过上行链路传送至融合中心FC;
S4:融合中心FC中统计L时刻内SU的局部判决结果和FC全局判决结果在不同PU信道占用情况下的次数,确定SU的检测概率和虚警概率;
S5:;通过SU的检测概率和虚警概率确定检测可信度,融合中心FC将所有SU的检测可信度采用D-S证据理论融合规则进行全局判决,得出PU信号的占用情况;
S6:滑动窗口向前滑动一个时隙,在新的L个时隙范围内继续进行下一次频谱感知过程。
2.根据权利要求1所述的一种基于多模相关性的分步式频谱感知方法,其特征在于,所述步骤S1设置一个宽度为L个观测时隙的滑动窗口,具体包括:假设当前时刻t=ωT,宽度为L个时隙的滑动窗口滑动到当前位置,其中T为每个时隙宽度,ω为整数;该滑动窗口包含L个时隙的频谱观测信号,将检测问题视为二元假设检验问题,即存在两种假设H0和H1:在假设H0下,PU信号不存在;在假设H1下,PU信号存在,SU上每个检测器可能接收到的数据如下:
其中,y(m)表示检测器接收信号,s(m)表示PU信号,n(m)是均值为0,方差为σ2的高斯白噪声,h(m)是PU发射机到SU接收机的信道增益,m是检测点的个数。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于多模相关性的分步式频谱感知方法,其特征在于,所述步骤S2将各检测器当前时刻的统计量与上一个滑动窗口-L时刻确定的门限值λk进行比较,得到检测器的判决结果uk,具体包括:
SU上三种检测器(能量检测器、循环特征平稳检测器、匹配滤波检测器)同时对PU信号进行检测,统计相应的特征量并与门限值比较;能量检测器:在观测间隔L上对接收信号y(m)进行平方和积分,最后将积分器的输出与阈值进行比较;循环平稳特征检测与能量检测类似,将接收信号y(m)的谱相关性在间隔M上进行平均,并与阈值进行比较;匹配滤波检测,在观测间隔L内,首先将已知的PU信号s(m)与检测信号y(m)进行关联,其次在同步时间对匹配滤波器的输出进行采样,最后将采样值...
【专利技术属性】
技术研发人员:梁承超,薛亚茹,刘占军,康亚,王改新,
申请(专利权)人:重庆邮电大学,
类型:发明
国别省市:重庆;50
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