[发明专利]一种频谱感知方法

说明书

技术领域

本发明属于认知无线电技术领域，具体涉及一种频谱感知方法。

背景技术

认知无线电(Cognitive Radio，CR)技术是为了解决目前面临的频谱资源稀缺提出来的，而频谱感知算法是认知无线电的关键技术之一。为了避免认知无线电系统对授权用户产生有害的干扰，要求频谱感知方法能够在低信噪比下可靠地检测出授权用户信号来。能量检测是常用的一种频谱感知方法，但是在低信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)下检测概率较低，不满足认知无线电技术的要求。

研究发现把要感知的接收信号通过参数匹配的随机共振(Stochastic Resonance，SR)系统能够明显的提高其输出的SNR，于是把SR理论应用于能量检测(Energy Detection，ED)方法中能够提高检测概率，从而提高了认知无线电频谱感知的性能，具体如下：频谱感知以二元假设检验为模型：H1:r(t)=s(t)+n(t)H0:r(t)=n(t),]]>其中，假设H₁表示存在授权用户信号，H₀则表示不存在授权用户信号；r(t)表示要感知的接收信号，s(t)表示授权用户信号，n(t)表示零均值、方差为的加性白高斯噪声(Additive White Gaussian Noise，AWGN)。

在认知无线电的频谱感知中通常采用如下的非线性langevin方程描述双稳态SR系统：其中，V(x)是双稳态SR系统的势函数，其表达式为：其中，a，b为SR系统参数，把要感知的接收信号r(t)＝s(t)+n(t)代入langevin方程中求解得到x(t)，x(t)通过能量检测，判断授权用户是否信号存在，即通过计算得到检验统计量T(r)，把T(r)与门限r进行比较，判断授权用户信号是否存在。这里，N表示每次频谱感知累积样本数，也即是对r(t)采样的采样点数，从采样序列中取N个采样点用来计算统计量T(r)，l是计算T(r)的开始的采样序列序号。

随机共振系统的参数要求与接受信号匹配才能较好的提高输出SNR，但是由于外界的干扰使得接收信号r(t)不断变化，所以固定参数的SR系统很难与接收信号良好匹配，从而使得SR系统输出SNR的提高不能达到期望的效果，并且很多时候检测性能不能满足频谱感知的实际需要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的固定参数SR系统在频谱感知过程中存在的问题，提出了一种频谱感知方法。

本发明的技术方案是：一种频谱感知方法，包括如下步骤：

S1.通过接收设备接受要感知的接收信号r(t)，其中，r(t)＝s(t)+n(t)，s(t)为授权用户信号；n(t)是均值为零方差为的高斯白噪声；

S2.确定SR系统参数b：所述SR系统通过langevin方程进行描述，其中，固定参数a，使参数a满足绝热近似条件，然后根据接收信号r(t)获得噪声方差由a和的值确定参数b；

S3.接收信号r(t)通过langevin方程求得x(t)，x(t)通过能量检测，判断授权用户信号是否存在。