一種基于加權(quán)矩陣濾波的能量檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于加權(quán)矩陣濾波的能量檢測(cè)方法，其處理過程為：對(duì)監(jiān)測(cè)頻帶中的信號(hào)進(jìn)行采樣得到采樣信號(hào)；對(duì)采樣信號(hào)中的所有采樣點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行分組，每組中的所有采樣點(diǎn)的信號(hào)構(gòu)成一個(gè)列向量；根據(jù)要進(jìn)行頻譜感知的監(jiān)測(cè)信道的頻率范圍和一組中包含的采樣點(diǎn)的信號(hào)的總個(gè)數(shù)，利用凸優(yōu)化技術(shù)獲取用于濾波的加權(quán)矩陣；利用加權(quán)矩陣和所有列向量計(jì)算要進(jìn)行頻譜感知的監(jiān)測(cè)信道的能量；通過比較該監(jiān)測(cè)信道的能量與判決門限，判定在該監(jiān)測(cè)信道內(nèi)有無授權(quán)用戶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻譜感知；優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明方法獲得的加權(quán)矩陣能夠直接獲得監(jiān)測(cè)信道的能量；另一方面，在用于濾波的加權(quán)矩陣的階數(shù)和FIR濾波器的階數(shù)相同時(shí)，本發(fā)明方法能夠獲得更高的頻譜感知性能。
【專利說明】一種基于加權(quán)矩陣濾波的能量檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的頻譜感知技術(shù)，尤其是涉及一種基于加權(quán)矩陣濾波的能量檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在無線頻譜資源有限的情況下，提高資源利用率是無線通信的重要研究方向之一。中國、美國、英國、新加坡、日本等許多國家的測(cè)量結(jié)果表明，現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)對(duì)無線頻譜的資源利用率非常不平衡，在空間和時(shí)間上的資源利用率在15%到85%之間。在現(xiàn)有的無線頻譜分配政策下，無線通信系統(tǒng)具有頻譜使用的排它性，即:每段無線頻譜資源只能給一個(gè)無線通信系統(tǒng)獨(dú)占，即使這些無線頻譜資源處于空閑狀態(tài)，其它無線通信系統(tǒng)也不能使用，因此資源利用率低下。如果在不干擾原有無線通信系統(tǒng)的前提下，允許其它無線通信系統(tǒng)接入，則就能夠大大提高資源利用率。認(rèn)知無線電允許不同的無線通信系統(tǒng)接入同一段無線頻譜資源，但是這些無線通信系統(tǒng)不能互相干擾。為了防止無線通信系統(tǒng)之間的干擾，頻譜感知成了認(rèn)知無線電中的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003]當(dāng)監(jiān)測(cè)頻帶中有多個(gè)監(jiān)測(cè)信道時(shí)，最常見的頻譜感知方法是基于FIR濾波器的能量檢測(cè)方法。當(dāng)要對(duì)監(jiān)測(cè)頻帶中的某個(gè)監(jiān)測(cè)信道進(jìn)行頻譜感知時(shí)，首先通過FIR(Finitelmpulse Response,有限脈沖響應(yīng))濾波器濾除監(jiān)測(cè)頻帶中的其它監(jiān)測(cè)信道的信號(hào)，然后通過比較FIR濾波器輸出的信號(hào)的能量與判決門限的大小來實(shí)現(xiàn)頻譜感知。但是，當(dāng)FIR濾波器的階數(shù)較低時(shí)，F(xiàn)IR濾波器的頻率響應(yīng)特性較差，這就會(huì)造成無法有效地濾除監(jiān)測(cè)頻帶中的其它監(jiān)測(cè)信道的信號(hào)、要進(jìn)行頻譜感知的監(jiān)測(cè)信道中的部分信號(hào)也被濾除等問題，進(jìn)而會(huì)降低頻譜感知性能。為了提高FIR濾波器的頻率響應(yīng)特性，必須增加FIR濾波器的階數(shù)，而增加FIR濾波器的階數(shù)會(huì)增大計(jì)算復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于加權(quán)矩陣濾波的能量檢測(cè)方法，其頻譜感知性能高。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種基于加權(quán)矩陣濾波的能量檢測(cè)方法，其特征在于它的處理過程為:首先，利用感知節(jié)點(diǎn)對(duì)監(jiān)測(cè)頻帶中的信號(hào)進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào)；然后，將采樣信號(hào)中的所有采樣點(diǎn)的信號(hào)歸為一組，該組中的所有采樣點(diǎn)的信號(hào)構(gòu)成一個(gè)列向量，或?qū)⒉蓸有盘?hào)中的所有采樣點(diǎn)的信號(hào)均勻分成多組，每組中的所有采樣點(diǎn)的信號(hào)構(gòu)成一個(gè)列向量；接著，根據(jù)監(jiān)測(cè)頻帶中的要進(jìn)行頻譜感知的監(jiān)測(cè)信道的頻率范圍和一組中包含的采樣點(diǎn)的信號(hào)的總個(gè)數(shù)，利用凸優(yōu)化技術(shù)獲取用于濾波的加權(quán)矩陣；再利用加權(quán)矩陣和所有列向量，計(jì)算要進(jìn)行頻譜感知的監(jiān)測(cè)信道的能量；最后，通過比較要進(jìn)行頻譜感知的監(jiān)測(cè)信道的能量與判決門限的大小，判定在該監(jiān)測(cè)信道內(nèi)有無授權(quán)用戶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻譜感知。
[0006]本發(fā)明的基于加權(quán)矩陣濾波的能量檢測(cè)方法，它具體包括以下步驟:[0007]①在認(rèn)知無線電中，利用感知節(jié)點(diǎn)對(duì)監(jiān)測(cè)頻帶中的信號(hào)以采樣頻率fs進(jìn)行N’次采樣，得到由N’個(gè)采樣點(diǎn)的信號(hào)構(gòu)成的采樣信號(hào)，然后將采樣信號(hào)中的N’個(gè)采樣點(diǎn)的信號(hào)均勻分成K組，每組包含N個(gè)采樣點(diǎn)的信號(hào)，再將每組中的N個(gè)采樣點(diǎn)的信號(hào)構(gòu)成一個(gè)列向量，將第k組中的N個(gè)采樣點(diǎn)的信號(hào)構(gòu)成的列向量記為xk，其中，fs的取值為監(jiān)測(cè)頻帶的帶
寬的 2 倍
【權(quán)利要求】
1.一種基于加權(quán)矩陣濾波的能量檢測(cè)方法，其特征在于它的處理過程為:首先，利用感知節(jié)點(diǎn)對(duì)監(jiān)測(cè)頻帶中的信號(hào)進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào)；然后，將采樣信號(hào)中的所有采樣點(diǎn)的信號(hào)歸為一組，該組中的所有采樣點(diǎn)的信號(hào)構(gòu)成一個(gè)列向量，或?qū)⒉蓸有盘?hào)中的所有采樣點(diǎn)的信號(hào)均勻分成多組，每組中的所有采樣點(diǎn)的信號(hào)構(gòu)成一個(gè)列向量；接著，根據(jù)監(jiān)測(cè)頻帶中的要進(jìn)行頻譜感知的監(jiān)測(cè)信道的頻率范圍和一組中包含的采樣點(diǎn)的信號(hào)的總個(gè)數(shù)，利用凸優(yōu)化技術(shù)獲取用于濾波的加權(quán)矩陣；再利用加權(quán)矩陣和所有列向量，計(jì)算要進(jìn)行頻譜感知的監(jiān)測(cè)信道的能量；最后，通過比較要進(jìn)行頻譜感知的監(jiān)測(cè)信道的能量與判決門限的大小，判定在該監(jiān)測(cè)信道內(nèi)有無授權(quán)用戶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻譜感知。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于加權(quán)矩陣濾波的能量檢測(cè)方法，其特征在于它具體包括以下步驟: ①在認(rèn)知無線電中，利用感知節(jié)點(diǎn)對(duì)監(jiān)測(cè)頻帶中的信號(hào)以采樣頻率fs進(jìn)行N’次采樣，得到由N’個(gè)采樣點(diǎn)的信號(hào)構(gòu)成的采樣信號(hào)，然后將采樣信號(hào)中的N’個(gè)采樣點(diǎn)的信號(hào)均勻分成K組，每組包含N個(gè)采樣點(diǎn)的信號(hào)，再將每組中的N個(gè)采樣點(diǎn)的信號(hào)構(gòu)成一個(gè)列向量，將第k組中的N個(gè)采樣點(diǎn)的信號(hào)構(gòu)成的列向量記為xk，其中，fs的取值為監(jiān)測(cè)頻帶的帶寬的2 倍
【文檔編號(hào)】H04W24/08GK103581923SQ201310535442
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】吳倩, 金明, 李有明, 王炯滔, 金光, 王剛 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)