[发明专利]一种认知无线网络中的频谱感知方法及装置

权利要求书

1.一种认知无线网络中的频谱感知方法，其特征在于，所述方法包括：

对噪声环境进行采样得到第一采样矩阵，并依据所述第一采样矩阵得到相应的第一协方差矩阵；

对待感知的无线信号进行采样得到第二采样矩阵，并依据所述第二采样矩阵得到第二协方差矩阵；

采用统计流形度量法计算出第一坐标点和第二坐标点之间的几何距离；所述第一协方差矩阵和所述第二协方差矩阵分别对应统计流形的所述第一坐标点和所述第二坐标点，所述统计流形依据高斯分布进行建立；

判断所述几何距离是否大于预设门限，如果是，则所述待感知的无线信号中存在信号，否则，所述待感知的无线信号中仅存在噪声；所述预设门限依据虚警概率进行设定；其中：

所述预设门限的计算过程为：

(1)仿真产生噪声，并对所述噪声进行采样得到N＇+1个协方差矩阵，并将其中的一个作为待检测矩阵R＇；

(2)采样梯度下降法计算出N＇个协方差矩阵的黎曼均值R_d，采用统计流形度量法计算出所述待检测矩阵R＇和所述黎曼均值R_d在统计流形S上对应的两个坐标点之间距离D(R_d，R＇)；

(3)重复步骤(1)和(2)L次，设第一次得到的距离值D(R_d，R＇)为L_d1，第2次得到的距离值D(R_d，R＇)为L_d2，…，第i次得到的距离值D(R_d，R＇)为L_di，…，第L次得到的距离值D(R_d，R＇)为L_dL；并将L个L_di进行降序排列；依据虚警概率P_f得到预设门限为第L*P_f个位置对应的距离值，并将所述距离值作为预设门限。

2.根据权利要求1所述的认知无线网络中的频谱感知方法，其特征在于，所述第一采样矩阵为多个，则依据所述第一采样矩阵得到相应的第一协方差矩阵的过程具体为：

依据各个所述第一采样矩阵得出与其一一对应的各个协方差矩阵；

对各个所述协方差矩阵进行平均值计算，得到第一协方差矩阵。

3.根据权利要求2所述的认知无线网络中的频谱感知方法，其特征在于，所述对各个所述协方差矩阵进行平均值计算，得到第一协方差矩阵的过程为：

采用梯度下降法对各个所述协方差矩阵进行处理，得到各个所述协方差矩阵的黎曼均值矩阵，将所述黎曼均值矩阵作为所述第一协方差矩阵。

4.根据权利要求2所述的认知无线网络中的频谱感知方法，其特征在于，所述对各个所述协方差矩阵进行平均值计算，得到第一协方差矩阵的过程为：

采用平均值法对各个所述协方差矩阵进行处理，得到各个所述协方差矩阵的算数平均值矩阵，并将所述算数平均值矩阵作为所述第一协方差矩阵。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的认知无线网络中的频谱感知方法，其特征在于，所述统计流形度量方法为测地线距离方法。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的认知无线网络中的频谱感知方法，其特征在于，所述统计流形度量方法为对称KL分离度度量法。

7.一种认知无线网络中的频谱感知装置，其特征在于，所述装置包括：

采集模块，用于对噪声环境进行采样得到第一采样矩阵，并依据所述第一采样矩阵得到相应的第一协方差矩阵；还用于对待感知的无线信号进行采样得到第二采样矩阵，并依据所述第二采样矩阵得到第二协方差矩阵；

计算模块，用于采用统计流形度量法计算出第一坐标点和第二坐标点之间的几何距离；所述第一协方差矩阵和所述第二协方差矩阵分别对应统计流形的所述第一坐标点和所述第二坐标点，所述统计流形依据高斯分布进行建立；

判断模块，用于判断所述几何距离是否大于预设门限，如果是，则所述待感知的无线信号中存在信号，否则，所述待感知的无线信号中仅存在噪声；所述预设门限依据虚警概率进行设定；其中：

所述预设门限的计算过程为：

(1)仿真产生噪声，并对所述噪声进行采样得到N＇+1个协方差矩阵，并将其中的一个作为待检测矩阵R＇；

(2)采样梯度下降法计算出N＇个协方差矩阵的黎曼均值R_d，采用统计流形度量法计算出所述待检测矩阵R＇和所述黎曼均值R_d在统计流形S上对应的两个坐标点之间距离D(R_d，R＇)；

(3)重复步骤(1)和(2)L次，设第一次得到的距离值D(R_d，R＇)为L_d1，第2次得到的距离值D(R_d，R＇)为L_d2，…，第i次得到的距离值D(R_d，R＇)为L_di，…，第L次得到的距离值D(R_d，R＇)为L_dL；并将L个L_di进行降序排列；依据虚警概率P_f得到预设门限为第L*P_f个位置对应的距离值，并将所述距离值作为预设门限。