[发明专利]一种基于加权矩阵滤波的能量检测方法

权利要求书

1.一种基于加权矩阵滤波的能量检测方法，其特征在于它的处理过程为：首先，利用感知节点对监测频带中的信号进行采样，得到采样信号；然后，将采样信号中的所有采样点的信号归为一组，该组中的所有采样点的信号构成一个列向量，或将采样信号中的所有采样点的信号均匀分成多组，每组中的所有采样点的信号构成一个列向量；接着，根据监测频带中的要进行频谱感知的监测信道的频率范围和一组中包含的采样点的信号的总个数，利用凸优化技术获取用于滤波的加权矩阵；再利用加权矩阵和所有列向量，计算要进行频谱感知的监测信道的能量；最后，通过比较要进行频谱感知的监测信道的能量与判决门限的大小，判定在该监测信道内有无授权用户信号，实现频谱感知。

2.根据权利要求1所述的一种基于加权矩阵滤波的能量检测方法，其特征在于它具体包括以下步骤：

①在认知无线电中，利用感知节点对监测频带中的信号以采样频率f_s进行N'次采样，得到由N'个采样点的信号构成的采样信号，然后将采样信号中的N'个采样点的信号均匀分成K组，每组包含N个采样点的信号，再将每组中的N个采样点的信号构成一个列向量，将第k组中的N个采样点的信号构成的列向量记为x_k，其中，f_s的取值为监测频带的带宽的2倍，N'≥20，K≥1，1≤k≤K；

②根据监测频带中的要进行频谱感知的监测信道的频率范围和每组中包含的采样点的信号的总个数，利用凸优化技术获取用于滤波的加权矩阵，记为T，加权矩阵T同时满足以下两个条件，第一个条件：T为一个共轭对称的半正定矩阵；第二个条件：∫_Ω|g(t)-a^H(t)Ta(t)|²dt最小化，其中，Ω表示积分范围，Ω为监测频带的频率范围，t表示积分变量，当积分变量t在要进行频谱感知的监测信道的频率范围内时g(t)=1，当积分变量t不在要进行频谱感知的监测信道的频率范围内时g(t)=0，e表示自然基数，j为虚数表示，[1,e-j2πtfs,e-j2π2tfs,...,e-j2π(N-1)tfs]H]]>为[1,e-j2πtfs,e-j2π2tfs,...,e-j2π(N-1)tfs]]]>的共轭转置向量，a^H(t)为a(t)的共轭转置向量，符号“| |”为取绝对值符号；

③利用加权矩阵T和所有列向量，计算监测频带中的要进行频谱感知的监测信道的能量，记为T_s，其中，为x_k的共轭转置向量；

④比较监测频带中的要进行频谱感知的监测信道的能量T_s与判决门限λ的大小，如果T_s>λ，则判定在该监测信道内有授权用户信号，如果T_s≤λ，则判定在该监测信道内没有授权用户信号，其中，λ=σ²F^-1(P_f)，σ²表示感知节点的噪声功率，P_f表示虚警概率，0≤P_f≤1，F^-1(P_f)表示的逆函数，f(z)表示自由度为K的卡方分布的概率密度函数，z为积分变量。