[发明专利]一种通信主用户感知方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种通信主用户感知方法及系统。

背景技术

随着无线电技术的进步和社会的发展，各行各业对无线电频率的需求越来越多，频谱资源匮乏的问题日益严重。目前，频谱资源采用国家统一分配授权的管理模式，将频谱分为两种类型：授权频段和非授权频段。其中，授权频段占据着大部分频谱资源，如电视广播频段，但不少授权频段处于空闲状态；开放使用的非授权频段占整个频谱资源的很少一部分，如无线局域网、无线城域网等无线网络大多使用非授权频段在工作，该频段上的用户很多，业务量也很大，无线电频段已基本趋于饱和。据美国联邦通信委员会的研究表明，已分配的频谱利用率为15％～85％。所以说，频谱资源的匮乏并不是真正意义上的频谱资源不足，更多是由频谱利用率过低造成的。

为了提高频谱的利用率，CR技术(CR，即Cognitive Radio，认知无线电)应运而生。认知无线电的核心思想就是具有认知功能的用户通过监测，能够感知当前分配给授权用户但未被其使用的空闲频段，然后利用该空闲频段进行通信，从而有利于提高频谱利用率。认知无线电的研究主要集中在频谱感知、频谱分析、频谱决策、频谱共享和频谱管理五个方面上。其中，频谱感知作为认知无线电中的一项重要技术，它的主要目的是：第一，检测可供次用户(Secondary Users)使用的频谱空穴；第二，对主用户(Primary Users,)信号活动的情况进行实时监测，当主用户不使用该频段时，认知用户就能接入该频段，当主用户再次出现时，认知用户就要迅速退出频段，避免对主用户产生干扰。

现有一些比较经典的频谱感知方法主要是用能量检测，其基本思想是：直接对时域信号采样值求模，然后取平方得到能量值。再把信号的能量值与预先设定的门限相比较，超过判决门限则判定该信号为主用户信号，也即判定该信号对应的频段上有主用户的存在。然而，上述过程中的感知精确度比较低，有待进一步提升。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种通信主用户感知方法及系统，能够进一步提升通信主用户的感知精确度。其具体方案如下：

一种通信主用户感知方法，包括：

利用零空间追踪算法对原始信号进行去噪处理，得到去噪信号；

确定所述去噪信号的能量；

通过判断所述能量是否大于预设能量阈值，得到所述原始信号是否为主用户信号的判决结果。

可选的，所述确定所述去噪信号的能量的过程，包括：

利用能量检测算法确定所述去噪信号的能量。

可选的，所述利用零空间追踪算法对原始信号进行去噪处理的过程，包括：

利用所述零空间追踪算法对所述原始信号进行处理，得到残差信号分量；

基于所述残差信号分量以及所述原始信号，得到所述去噪信号。

可选的，所述基于所述残差信号分量以及所述原始信号，得到所述去噪信号的过程，包括：

利用第一去噪信号确定公式，计算得到所述去噪信号；

其中，所述第一去噪信号确定公式为：V＝S-U；

式中，V表示所述去噪信号，S表示所述原始信号，U表示所述残差信号分量。

可选的，所述基于所述残差信号分量以及所述原始信号，得到所述去噪信号的过程，包括：

利用第二去噪信号确定公式，计算得到所述去噪信号；

其中，所述第二去噪信号确定公式为：V＝(S-U)(1+γ)；

式中，V表示所述去噪信号，S表示所述原始信号，U表示所述残差信号分量，γ表示泄漏因子。

本发明还相应公开了一种通信主用户感知系统，包括：

信号去噪模块，用于利用零空间追踪算法对原始信号进行去噪处理，得到去噪信号；

能量确定模块，用于确定所述去噪信号的能量；

信号判决模块，用于通过判断所述能量是否大于预设能量阈值，得到所述原始信号是否为主用户信号的判决结果。

可选的，所述能量确定模块，具体用于利用能量检测算法确定所述去噪信号的能量。

可选的，所述信号去噪模块，包括：

信号处理单元，用于利用所述零空间追踪算法对所述原始信号进行处理，得到残差信号分量；

信号去噪单元，用于基于所述残差信号分量以及所述原始信号，得到所述去噪信号。

可选的，所述信号去噪单元，具体用于利用第一去噪信号确定公式，计算得到所述去噪信号；

其中，所述第一去噪信号确定公式为：V＝S-U；

式中，V表示所述去噪信号，S表示所述原始信号，U表示所述残差信号分量。