[发明专利]基于空间多样性的授权用户信号检测方法

说明书

技术领域

本发明利用了感知无线电终端空间分布的多样性，在每个终端基于小波分析能够检测突变信号的技术，应用于感知无线网络中授权用户信号的检测。

背景技术

感知无线电是近几年兴起的无线通信概念与技术，它能够感知目前通信环境中所有的频谱使用机会。换句话说，通过重组无线网络系统框架，使得感知无线网络具有智能化辨识与改变频谱使用机会的能力。感知无线网络的这项可以进行重新设定其组网的重组性，可以根据网络架构、无线资源、通信设定等，对感知到的频谱机会进行最佳化利用，因而感知无线电总是和多种网络协同工作密不可分的。种种迹象皆显示感知无线网络将成为具备极高频谱使用效率的未来新发展。感知无线电从理论上说允许在时间、频率以及空间上进行多维的频带复用，这将大大降低由于频段和带宽的限制而对无线技术发展的束缚，与以往将特定的频率分配到特定用途上有很大不同。

感知用户相比授权用户具有较低的频谱接入优先权。为不对授权用户造成有害干扰，感知用户需能够独立地检测出空闲频谱及授权用户的出现。这就要求感知用户能够实时地连续侦听频谱，以提高检测的可靠性。为对授权用户不造成有害干扰。可靠检测概率要求达到99.9％。早期的检测方法有采用能量检测法和周期平稳过程特征检测等，但检测性能会随着多径和阴影衰落引起的接收信号强度的减弱而降低，另外检测能力本身也有一定的限制，因此为实现可靠检测需要探索新的方法。目前的仿真和分析表明：采用合作分集的方法可达到上述的可靠检测概率要求。合作侦听允许多个感知用户之间相互交换侦听信息，这可显著提高频谱的侦听和检测能力。因此很有必要研究出一种分布式的高检测性能的方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的是在感知无线网络中提供一种检测授权用户信号的方法，该方法能够满足检测要求，并可用于检测微弱的授权用户信号。

技术方案：本发明是一种基于空间多样性的授权用户信号的检测方法，它包括三个过程：接收信号序列处理过程，收集并执行决策过程和广播检测结果过程。

本发明的基于空间多样性的授权信号检测方法将分布式检测与集中式决策相结合，首先由感知子区域的各个感知终端对授权信号进行分布式采样，然后对采样信号进行独立处理后，最后由接入点收集各个感知终端的处理结果并执行决策判断授权信号是否出现，该方法包括如下5个过程并按所述顺序进行：

1)周期采样过程：感知子区域的各个感知终端对授权信号进行独立地周期采样，

2)小波变换处理过程：各个感知终端利用小波变换器对采样序列进行多尺度小波变换，并在每个尺度下设置不同的门限值来对小波变换后的结果进行判决，各个尺度下的判决器的输出结果进入相与器相与，并输出处理结果，

3)收集并执行决策过程：感知子区域的接入点对各个感知终端的处理结果进行收集并输入到相与器相与，执行最后决策判断授权信号是否出现，

4)广播检测结果过程：接入点在感知子区域内广播检测结果以通知各个感知终端授权信号是否出现，

5)执行检测结果过程：感知终端接收到接入点的检测结果并执行相应的动作；如果检测到授权用户出现即开始使用此频带，各个感知用户将让出频带的使用权，如果检测到没有授权用户使用此频带，感知用户将可以继续使用此频带。

所述的小波变换处理过程，它包括感知子区域的各个感知终端对授权信号进行分布式采样后，然后进行多尺度小波变换，利用各个尺度下的判决器对变换结果进行判决，最后由各个感知终端的相与器对各个尺度下的判决结果进行相与，对授权信号的出现与否进行独立判决。

收集并执行决策过程包括利用感知终端空间分布的多样性，感知子区域的接入点对各个感知终端的判决结果进行收集并执行决策过程，其中，决策过程由相与器完成。

广播检测结果过程中，接入点在感知子区域内广播决策结果，如果检测到授权用户开始使用此频带，各个感知用户将让出频带的使用权，如果检测到没有授权用户使用此频带，感知用户将可以继续使用此频带。

各个感知终端在每个尺度下设置不同的门限值来对小波变换后的结果进行判决，各个尺度下的判决器的输出结果进入相与器相与进行判决，为了减小噪声的影响，采用在每个尺度上用某一个较小的门限值，保留那些大于门限值的模值。

有益效果：本发明提出了感知无线网络中授权用户信号的检测方法。优点是利用了感知终端空间分布的多样性，减小了多径和衰落的影响，提高了检测的性能。而且在每个终端利用了多尺度小波变换检测方法，可用于检测更为微弱的授权用户信号，满足检测性能的要求。

附图说明

图1是授权用户信号的突变形式示意图。