[发明专利]一种用于认知无线电频谱共享的被动式接收机检测方法

摘要

本发明属于移动通信中的认知无线电领域，尤其涉及一种用于认知无线电频谱共享的被动式接收机检测方法。本发明基于CT和PR的位置关系，提出假设和将CT在PR所使用频段的中监听到的信号强度E作为判决统计量，根据概率统计，计算E在假设和下的累积分布函数；根据假设和下的能量E的分布情况，确定判决事实，设计双门限检测器，在允许的干扰概率下计算门限η^L和η^H的最佳值。与传统能量检测法相比，本发明所提出的方法能够通过设定的双门限，在一定的干扰概率下，提高约100%到300%的接入机会。

主权项

1.一种用于认知无线电频谱共享的被动式接收机检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于CT和PR的位置关系，提出假设和，包括：S11、主用户接收机在认知用户发射机的信号覆盖范围之内时，定义这种情况为假设，则不接入共用的频段以避免对主用户接收机进行干扰；S12、主用户接收机在认知发射机的信号覆盖范围之外时，定义这种情况为假设，则认知用户发射机就可以接入共用的频段而不对主用户接收机进行干扰；S2、将CT在PR所使用频段的中监听到的信号强度E作为判决统计量，根据概率统计，计算E在假设和下的累积分布函数，包括：S21、主用户PT以功率p向PR发送单位能量信号x(k)，主用户PR接收到的主用户信号为：y1(k)=h1g1px(k)+n1(k),1≤k≤K,]]>p满足p=γTσ12h12g1,]]>其中，k表示信号采样的序号，满足1≤k≤K，其中K表示最大采样数，γ_T表示PR的闭环功率控制目标信噪比，n₁和n₂表示PR和CT处的高斯白噪声，n₁和n₂分别服从均值为0，方差为的高斯分布，即n₁～(0,1)和n₁～(0,1)；S22、认知用户CT监听到的PT发送给PR的信号为：即y2(k)=h2h1g2γTσ12g1x(k)+n2(k),]]>令Ω=h22/h12,Φ=g2/g1,]]>则y2(k)=γTσ12ΩΦx(k)+n2(k),]]>其中，Ω和Φ为随机变量；S23、进行K次采样，CT接收到的主用户信号强度为：即E≈Kγ_TΩΦ，其中，E≈Kγ_TΩΦ为近似表达式；S24、计算检验统计量E的累计分布函数（CDF）F_E(e)：即，E[dB]10log10(K)+γTdB+10log10(Φ)+10log10(Ω),]]>其中，Π₁表示PR在CT的信号覆盖范围时Φ的取值范围，Π₀表示PR不在CT的信号覆盖时Φ的取值范围；S25、假设当PR在CT的信号覆盖范围之内时，由于CT的信号覆盖范围通常都远小于PT的信号覆盖范围，PR和CT到PT的距离相似，则认为d＝l，对于一个给定的γ_TdB，检测能量E的累积分布函数的表达式为：当γ_TdB为随机变量，在假设下的检测能量E的累积分布函数表达式为=1-101n10(γH-γL)1n(K10γH-e10+1K10γL-e10+1),]]>其中，γ_TdB为以dB为单位的目标信噪比，所述γ_TdB服从范围为[γ_L,γ_H]的均匀分布，所述γ_L和γ_H的典型值一般为5dB和20dB，则γ_TdB的概率分布函数为fΓTdB(γTdB)=fΓT(10log10γT)=1γH-γL,γL≤γTdB≤γH,]]>其中，γ_L和γ_H的单位均为dB，γ_L为目标信噪比的下限，γ_H为目标信噪比的上限；S26、假设：当PR在CT的信号覆盖范围之外时，由于CT的信号覆盖范围通常远小于PT的信号覆盖范围，忽略CT的信号覆盖范围，对于一个给定的γ_TdB，检测能量E的累积分布函数的表达式为：当γ_TdB为随机变量的情况，得到假设下的检测能量E的累积分布函表达式为S3、根据假设和下的能量E的分布情况，确定判决事实，设计双门限检测器，在允许的干扰概率下计算门限η^L和η^H的最佳值，包括：S31、设定信号高能量门限η^H和信号低能量门限η^L,给定判决规则S32、得到CT的接入概率：S33、得到CT对PR干扰概率：其中，为PR位于CT与PT的信号覆盖范围的重叠部分与PT的信号覆盖范围的比值；S34、给定一个PR能够容忍的最大干扰概率I_c，则通过η^H≥η^L得到一对最佳门限，使CT的接入概率达到最大。