[发明专利]一种基于稀疏去噪的认知无线电频谱感知方法

权利要求书

1.一种基于稀疏去噪的认知无线电频谱感知方法，其特征在于：一种基于稀疏去噪的认知无线电频谱感知方法具体是按照以下步骤进行的：

步骤一、将接收到的信号x在已知稀疏分解的变换域Ψ下进行稀疏分解，得到稀疏分解后的稀疏表示θ，即x＝Ψθ，其中θ的稀疏度为K；

步骤二、从稀疏表示θ中取出绝对值由大到小的顺序取前K个值，得到去除噪声的变换域向量系数θ'；

步骤三、利用正交变换矩阵Ψ和变换域向量θ'得到去除噪声的时域信号x'，即x'＝Ψθ'；

步骤四、将去除噪声的信号x'用于频谱检测得到检验统计量Z，若检验统计量Z>判决门限λ，则判断频段被主用户占用；即完成了一种基于稀疏去噪的认知无线电频谱感知方法。

2.根据权利要求1所述一种基于稀疏去噪的认知无线电频谱感知方法，其特征在于：步骤一中将接收到的信号x在已知稀疏分解的变换域Ψ下进行稀疏分解，得到稀疏分解后的稀疏表示θ具体过程：

将接收到的带噪声的时域信号x，在正交基Ψ下进行分解，得到分解后的稀疏表示θ，假设无噪信号s在Ψ下完全稀疏表示：

x＝s+n＝Ψθ＝Ψ(θ_s+θ_n),||θ||₀≤K,即θ＝Ψ^-1x

其中s，n，x和θ都是N维列向量，s是没有噪声的信号，n是叠加在信号上的噪声，x是有噪声的信号，即是接收到的信号；θ是x在变换域的稀疏表示，其稀疏度为K。

3.根据权利要求1所述一种基于稀疏去噪的认知无线电频谱感知方法，其特征在于：步骤四中将去除噪声的信号x'用于频谱检测得到检验统计量Z为：

主用户占用频段记为H₁和主用户没有占用频段记为H₀：

H0:x′(t)=n′(t)H1:x′(t)=s(t)+n′(t)]]>

其中，s(t)表示认知用户已知的导频信号，s是s(t)的向量形式，信号长度为N，能量为x'(t)是x(t)去除噪声的信号，n’(t)为独立同分布的信道加性高斯白噪声，均值为0，方差为检验统计量Z的定义为

Z=ΣN=x′(t)s(t)=x′Ts]]>

在H₀条件下，n’(t)为高斯分布，检验统计量Z为高斯随机变量的线性组合，且Z服从均值为0，方差为在H₁条件下，Z服从均值为ε，方差为的高斯分布；检验统计量Z服从如下的高斯分布：

Z~N(0,σn′2ϵ),H0N(ϵ,σn′2ϵ),H1.]]>

4.根据权利要求1所述一种基于稀疏去噪的认知无线电频谱感知方法，其特征在于：步骤四中若检验统计量Z>判决门限λ，则判断频段被主用户占用过程为：

在频谱检测中，根据选定的门限λ确定检测概率P_d和误警概率P_f：

Pd=P(Z>λ|H1)=Q(λ-ϵσn2ϵ)]]>

Pf=P(Z>λ|H0)=Q(λ-ϵσn2ϵ)]]>

P为概率；

其中：

Q(z)=12π∫z∞exp(-u22)du]]>

信噪比定义为SNR=Psσ2,]]>其中Ps=||s||22N=ϵN.]]>