[发明专利]一种基于分组数据型序贯能量检测的信道频谱感知方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信道频谱感知方法，尤其是一种基于分组数据型序贯能量检测的信道频谱感知方法。

背景技术

认知无线电(Cognitive Radio,CR)是一种能够提高无线频谱资源利用率的智能通信技术。在确保不干扰主用户的情况下，次用户通过感知技术发现主用户的频谱空洞，选择最佳可用信道接入，提高频谱利用率。频谱感知技术是实现CR的基础和前提。简单易实现、无需任何先验知识的能量检测(Energy Detection,ED)被广泛应用于频谱感知。但是认知网络通常在低信噪比下进行频谱检测，若能量检测器仍要达到良好检测性能则所需检测时间会急剧增大，不能满足“快”频谱检测需求，ED虽简单易行，但这种固定时间检测法无法根据接收信号而动态变化，采样点数多，检测时间长，降低了数据传输时长。为克服此缺点，将序贯检测(Sequential Detection,SD)引入频谱感知中，在相同检测性能条件下比ED减少了检测时长。在达到相同目标检测概率的条件下，SD比ED需要更少的检测时间。

将ED与SD相结合构成序贯能量检测(Sequential Energy Detection,SED)，SED在保证达到预设检测概率的前提下可进一步减小虚警概率。为达到相同检测概率，SED所需的采样点数小于ED。

CR系统通常应用于主用户频谱利用率很低的情况，即主用户不会频繁地变换活动状态，因此相邻采样点包含相似的主用户信息。在CR检测中，检测概率和虚警概率是衡量检测性能的两个重要参数。虚警概率越小，次用户可接入主用户频谱的机会越大，系统吞吐能力越强；但为达到更小虚警概率所需的频谱检测时间就越长，缩短了数据传输时间，从而降低了系统吞吐能力。吞吐量是衡量吞吐能力的重要参数，它是设计CR时需要考虑的重要因素之一。如何在频谱检测与系统吞吐能力之间进行折中，通过设置参数以最大化吞吐量是一个重要问题。

综上所述，在CR系统中要求主用户不要频繁地变换状态，而SD和SED逐点比较的似然判决方式没有充分考虑感知信息的时间相关性，计算量较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的信道频谱检测与吞吐能力之间存在博弈，很难在保证检测性能的同时确保较大的吞吐量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于分组数据型序贯能量检测的信道频谱感知方法，设定次用户接收的信号模型为x(t)=w(t),H0s(t)+w(t),H1,]]>其中，H₀和H₁分别表示信道空闲和信道被主用户占用，为接收到主用户的复信号，为复高斯白噪声，s(t)与w(t)互相独立，为信号s(t)的方差，为白噪声w(t)的方差，信道增益为常数并忽略；

本信道频谱感知方法包括如下步骤：

步骤1，在信道检测时间T_cdt内对信道按感知周期T_sp进行周期性采样，并对感知周期T_sp中感知时间T_st内的感知信号进行分组，再将各个分组进行组合，得到超采样y_k为：