[发明专利]一种认知无线网络中的频谱感知方法及装置

说明书

本发明公开了一种认知无线网络中的频谱感知方法及装置，包括对噪声环境和待感知的无线信号进行采样分别得到第一采样矩阵和第二采样矩阵，并分别依据第一采样矩阵和第二采样矩阵得到第一协方差矩阵和第二协方差矩阵；对先验频谱信号进行处理得到第三协方差矩阵；采用统计流形度量法计算出第二坐标点与第一坐标点和与第三坐标点之间的几何距离之差，第一协方差矩阵、第二协方差矩阵和第三协方差矩阵分别对应统计流形上的第一坐标点、第二坐标点和第三坐标点，统计流形依据高斯分布进行建立；当几何距离之差大于预设阈值时，所待感知无线信号中有信号，预设阈值依据虚警概率进行设定。本发明在一定程度上提高了频谱感知的效率和性能。

技术领域

本发明涉及频谱感知技术领域，特别是涉及一种认知无线网络中的频谱感知方法。本发明还涉及一种认知无线网络中的频谱感知装置。

背景技术

随着人们对无线频谱资源需求的日益增加，以及无线通信技术的快速发展，无线频谱资源日益紧张。认知无线电是无线通信的关键技术，频谱感知又在认知无线电技术中占有重要的地位。在利用无线频谱资源的过程中，提高频谱感知的效率有利于提高对无线频谱资源的利用率。现有的频谱感知方法对信噪比的要求较高，也就是只有在信噪比较高的情况下才能感知出信号的存在，无法从具有低信噪比的噪声中有效的感知是否有信号的存在，从而造成现有的频谱感知方法的频谱感知效率和感知性能较低。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的认知无线网络中的频谱感知方法及装置成为本领域的技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种认知无线网络中的频谱感知方法，在使用过程中在待感知的无线信号的信噪比较低时也可以对其进行感知，并且在一定程度上提高了频谱感知的效率和性能；本发明还提供了一种认知无线网络中的频谱感知装置，在使用过程中在待感知的无线信号的信噪比较低时也可以对其进行感知，并且在一定程度上提高了频谱感知的效率和性能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种认知无线网络中的频谱感知方法，所述方法包括：

对噪声环境和待感知的无线信号进行采样分别得到第一采样矩阵和第二采样矩阵，并分别依据所述第一采样矩阵和所述第二采样矩阵得到第一协方差矩阵和第二协方差矩阵；对先验频谱信号进行处理得到第三协方差矩阵；

采用统计流形度量法计算出第二坐标点与第一坐标点和与第三坐标点之间的几何距离之差，所述第一协方差矩阵、所述第二协方差矩阵和所述第三协方差矩阵分别对应统计流形上的所述第一坐标点、所述第二坐标点和所述第三坐标点，所述统计流形依据高斯分布进行建立；

当所述几何距离之差大于预设阈值时，所述待感知无线信号中有信号，所述预设阈值依据虚警概率进行设定。

可选的，所述第一采样矩阵为多个，则所述分别依据所述第一采样矩阵和所述第二采样矩阵得到第一协方差矩阵和第二协方差矩阵的过程具体为：

依据各个所述第一采样矩阵得出与其一一对应的各个协方差矩阵；

对各个所述协方差矩阵进行平均值计算，得到第一协方差矩阵；

依据所述第二采样矩阵得出与其对应的第二协方差矩阵。

可选的，所述对各个所述协方差矩阵进行平均值计算，得到第一协方差矩阵的过程为：

采用梯度下降法对各个所述协方差矩阵进行处理，得到各个所述协方差矩阵的黎曼均值矩阵，将所述黎曼均值矩阵作为所述第一协方差矩阵。

可选的，所述对各个所述协方差矩阵进行平均值计算，得到第一协方差矩阵的过程为：

采用平均值法对各个所述协方差矩阵进行处理，得到各个所述协方差矩阵的算数平均值矩阵，并将所述算数平均值矩阵作为所述第一协方差矩阵。