[发明专利]一种全双工认知无线电网络多电平频谱感知方法及系统

权利要求书

1.一种全双工认知无线电网络多电平频谱感知方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在全双工发射感知模式下，认知用户对接收到的授权信号的N个样本信号进行采样，并计算一个感知周期内接收到的N个样本信号的平均能量，作为认知用户接收变量T(y)，其中第i个样本信号表示为：

其中，n_i为高斯白噪声，ω_i为认知用户自干扰信号，P_k为发射功率，γ为授权用户与次用户之间的信道增益，x_i为授权用户发射信号，H₀为授权用户在信道空闲时的状态，H_k表示授权用户工作在发射功率P_k等级时的状态，M为发射功率级别数量；

S2、对M个等级的授权用户的发射功率P_k,k＝1,…,M进行排序，并分为A、B、C三个区，A＝{P₁,…,P_m}，B＝{P_m+1,…,P_M-m}，C＝{P_M-m+1,…,P_M}，其中γ为分区系数；

S3、根据认知用户接收变量T(y)在H_k发生下的概率密度函数，初步估计授权用户的发射功率落在A、B、C区域的概率密度，再利用广义似然比检测计算每一个假设对的条件概率密度比值，找出最大的一个，以确定授权用户的发射功率状态落在A、B、C三个区中的哪一个，所述广义似然比检测计算每一个假设对的条件概率密度比值的公式为：

其中，H_i,H_j为一假设对，分别为α²在H_i,H_j下的最大似然估计，通过判断ε_i,j(y)是否大于1，找出其中最大的一个，α²为认知用户的自干扰抑制能力；

S4、通过对相邻的两个假设对的条件概率密度比值取对数，即：

lnε_k-1,k(y)＝1和lnε_k,k+1(y)＝1，计算每个授权用户的发射功率等级所对应的决策区间(ω_k,ω_k+1)，当ω_k(y)ω_k+1时，判定授权用户的发射功率为第k级发射功率等级。

2.根据权利要求1所述的多电平频谱感知方法，其特征在于，所述高斯白噪声为均值为0，方差为加性高斯白噪声。

3.根据权利要求1所述的多电平频谱感知方法，其特征在于，步骤S1中一个感知周期内接收到的N个样本信号的平均能量的计算公式为：

其中，y_i为一个感知周期内授权信号的第i个样本信号。

4.根据权利要求1所述的多电平频谱感知方法，其特征在于，所述认知用户自干扰信号为一个服从均值为0，方差为P_Sα²的瑞利分布的不确定变量，其中,P_S是认知用户的发射功率，由前一时隙的感知结果确定。

5.根据权利要求3所述的多电平频谱感知方法，其特征在于，当前感知周期内认知用户的自干扰抑制能力的模型为

其中，为归一化自干扰信号方差，μ为α²的不确定程度，并且μ1。

6.根据权利要求1所述的多电平频谱感知方法，其特征在于，所述认知用户接收变量y在H_k发生下的概率密度函数为：

其中，P_S是认知用户的发射功率，为加性高斯白噪声的方差，α²为当前感知周期内认知用户的自干扰抑制能力，N为一个感知周期内授权信号样本采样个数。