[发明专利]一种频谱感知方法、频谱感知装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种认知无线电中的频谱感知方法及其装置。

背景技术

随着无线数据业务的迅速增长，频谱资源也越来越紧张。为了充分利用一些授权频段，同时又避免对授权频段工作时的干扰，人们提出了认知无线电技术。认知无线电技术通过频谱感知获取授权频谱的状态，如果处于空闲状态，则认知用户可以重新利用该频谱。因此，频谱感知是认知无线电系统中的最基本同时也是最核心的模块，它负担着识别空闲频段的任务，它应该在非常短的时间内鉴定出频段是空闲还是被占用的，它也是认知无线电系统工作首先要解决的问题。

以下介绍频谱感知原理：

根据接收信号的自相关函数可以判断该频段上是信号还是噪声，频谱感知的工作的理论基础如下，假设接收信号的矢量表示为x(n)，发送信号矢量为s(n)，噪声矢量为w(n)。那么，当有信号存在时，接收信号矢量的协方差矩阵可以表示为，

R_x＝E[x(n)x^H(n)]＝R_s+R_w＝E[s(n)s^H(n)]+E[w(n)w^H(n)]

其中，()^H表示共轭转置，高斯噪的协方差矩阵为，σ²I，σ²表示噪声方差，I为单位阵。当仅有噪声存在时，

R_x＝R_w＝σ²I

因此，我们知道通常有信号存在的情况下，R_x不是一个对角矩阵，而仅噪声存在时，R_x为对角线元素相等的矩阵。

此外，能量检测、匹配滤波检测和循环平稳检测是频谱检测中最常用的方法。能量检测复杂度虽低，但是受到噪声的不确定性的影响，其性能恶化严重。匹配滤波性能优异，但是需要已知发送信号的特征。循环平稳检测的性能也很优异，但是复杂度较高，在实际应用时，受到一定的局限。

发明内容

技术问题：为了克服现有技术对噪声不确定性影响，同时实现降低算法复杂度和保障性能优良，本发明提出了一种频谱感知方法和频谱感知装置。

技术方案：一种频谱感知方法，包括如下步骤，

（1）接收待感知频段上的无线信号；

（2）对接收信号进行采样滤波，采样滤波后的N个样本信号表示为x(0),x(1),…,x(N-1)，然后计算其协方差矩阵，选取计算窗口长度为L，从l=0,…,L-1，计算样本信号的相关系数，

λl=1NΣn=0N-1x(n)x*(n-l)]]>

其中，当n-l<0时，x(0)=0，运算符号*表示求共轭，相应的协方差矩阵记为R，