[发明专利]MIMO系统中基于特征函数的频谱盲检测方法

权利要求书

1. MIMO系统中基于特征函数的频谱盲检测方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1.设认知无线电系统中，授权主用户发送端有                                               根天线，次用户接收端有根天线，且用户接收端的每根天线有L个样本；设次用户接收端第根天线第个样本记为；把根天线中每根天线接收的第个样本共同组成一个向量，令该向量, 连续采样次，得到个样本向量,记为；其中，、、为自然数，；

1-1 当信道中授权用户的发射信号不存在的时候，接收端只有高斯噪声,则接收端所有天线第个样本接收到的信号为：

         (1)

其中，服从均值为零，的协方差为的多元高斯分布，，是第根天线的高斯噪声方差；则向量的特征函数, 这里是维的向量；

1-2 当信道中存在授权用户信号传输时，由于受信号调制特性和信道传输特性的影响，不服从维均值为零，协方差为的多元高斯分布；此时，其特征函数也不服从，MIMO系统中，基于特征函数的频谱检测等价于下列检验，具体如下：

   向量服从的特征函数为公式(2)的随机向量： 

                                      (2)

定义随机向量的经验特征函数为： 

                   (3)

当信道中不存在授权用户传输，L趋向无穷时，经验特征函数趋向；而当信道中存在授权用户信息传输时，不再趋向于，通过度量与的距离，能够判决是否存在授权信号的传输，特征函数距离计算如下：

                            (4)

这里加权函数：                (5)

其中，表示对矩阵求行列式，由于计算特征函数距离时，需要知道信道噪声的协方差，为实现对信号的盲检测;

步骤2.用样本协方差对信号进行归一化，定义修正的特征函数距离为：

                   (6)

这里是协方差归一化的经验特征函数：

                (7)

为样本协方差：

     8)

加权函数修正为：；

当信道中不存在授权用户传输时，趋向无穷大，归一化经验特征函数趋向；当信道中存在授权用户传输的时候，不趋向于，此时，通过修正后的特征函数距离检测，而的计算，不需要知道噪声的协方差，实现了对信道的盲检测；

为了得到修正后的特征函数距离的简明计算公式，对式(6)的积分进行展开，可得：

               (9)

其中，                  (10)

由此能够得到，信道噪声方差未知情况下，基于特征函数的频谱盲检测等价于下面的检验：                    (11)

其中，表示检测门限，根据给定的虚警概率，选择门限，能通过公式(9)、(10)、(11)仿真得到；所述的虚警概率为给定值.

步骤3.如果,表明经验特征函数与距离大于门限值，拒绝检验,认为信道中存在授权信号的传输；如果,表明经验特征函数与距离小于门限值，假设成立，则认为信道中不存在授权用户信号的传输。