[发明专利]一种基于极化距离的全双工授权用户信号提取方法

说明书

本发明公开一种基于极化距离的全双工授权用户信号提取方法，认知用户对全双工授权用户的授权信号进行采样，记录各授权信号及其采样时刻，选取并计算任意两个采样时刻对应的授权采样信号之间的极化距离，并将其与预设的判定门限值进行比较，然后按规则放入放入三个不同的集合中，最后选取包含元素较少的两个集合视为来自单个授权用户，从而也就获得了来自单个授权用户的采样信号。该方法以极化距离作为度量计算授权用户采样信号的差异，能准确提取混合采样信号中的单授权用户信号，并可基于提到的信号将认知用户发送极化状态设计成两个授权用户采样信号零空间之内的向量。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于采样信号的极化极化距离而设计的全双工授权用户信号检测与分析方法。

背景技术

在认知无线电网络中，现有的授权信号检测与分析方法主要针对时分双工和频分双工的授权用户而设计，这些检测和分析方法通过采样授权信号，可以得到每个授权用户信号在时域、频域以及空域的特征。基于上述特征，认知用户可以在授权用户信号的正交空间内通信，从而避免对授权用户造成干扰，进而达到频率复用的目的。然而，现有的方法都只适用于授权用户为以下情形的认知通信系统，即授权用户采用时分双工或者频分双工技术。

在5G通信获得广泛研究的背景下，未来的授权用户很可能采用全双工技术。由于每个全双工授权用户都可以同时发送和接收，相互通信的两个授权用户就可以同时发送数据。那么在某个采样时间点上，认知用户采样的授权信号就可能是来自两个授权用户的信号。所以，在特定的时间和频率上，认知用户采样到的信号是来自于多个授权用户的混合信号。

然而，传统的检测和分析方法都是针对半双工授权用户的，即在每个采样时刻上认知用户采样到的授权信号只是来自单个授权用户的信号，认知用户发送矢量也是只与单个授权用户的采样信号相正交(可避免干扰)的，当采样信号不再是来自单个授权用户时，按照传统方法设计的认知发送矢量不会与单个授权用户的采样信号相正交。因此，用传统检测和分析方法设计认知通信会对授权用户造成较强的干扰。

公开号为CN107493147A的发明专利申请公开了一种面向全双工授权用户的极化相似度认知信号学习方法，基于信号的极化特性，以极化相似度作为度量计算授权用户采样信号的差异，区分来自每个授权用户的信号:将认知用户发送极化状态设计为己处理采样信号的零空间向量，从而保护了授权用户，该方法可以准确地提取混合采样信号中的单授权用户信号，进而设计认知发送极化，实现授权用户和认知用户的同时同频通信而提升频谱效率，但该方法复杂度较高且存在信号提取差错率较高的缺陷。

发明内容

为了克服现有技术方案中基于极化相似度的授权信号提取方法的复杂度较高且信号提取差错率较高的问题，本发明提出一种基于极化距离的授权信号分析和提取方法，以极化距离作为度量计算授权用户采样信号的差异，准确提取混合采样信号中的单授权用户信号。

本发明的技术方案是：

一种基于极化距离的全双工授权用户信号提取方法，包括以下步骤：

步骤1，在采样周期内，认知用户对全双工授权用户的授权信号进行采样，记录各授权信号及其采样时刻；

步骤2，选取任意两个采样时刻对应的授权采样信号，计算这两个授权采样信号之间的极化距离，并将所述极化距离与预设的判定门限值进行比较：

当首次出现极化距离小于判定门限值时，将该极化距离对应的两个授权采样信号的采样时刻放入集合S1中；

当再次出现极化距离小于判定门限值且集合S2为空时，检查该极化距离对应的两个授权采样信号的采样时刻是否在集合S1中：若其中一个采样时刻在集合S1中或者两个采样时刻都在集合S1中，则将这两个授权采样信号的采样时刻均放入集合S1中，否则放入集合S2中；