[发明专利]一种基于信号频谱包络的频谱感知方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种认知无线电系统中的频谱感知技术，尤其是涉及一种基于信号频谱 包络的频谱感知方法。

背景技术

随着无线通信业务的快速增长，人们对频谱资源的需求量不断提高。然而，能够用 于无线通信业务的可用物理频谱资源是有限的，且现有的固定的频谱资源分配策略使得 频谱资源利用率低下，这就造成了频谱资源严重缺乏的局面。认知无线电(Cognitive  Radio，CR)技术能够有效提高频谱资源利用率，从而缓解频谱资源缺乏的问题。频谱 感知是认知无线电技术中的重要组成部分，其可以有效防止采用认知无线电技术的无线 通信业务对在同一频段中的其它无线通信业务产生干扰，频谱感知的性能直接关系到无 线通信业务的质量。

现有的频谱感知方法主要有能量检测法、循环特征检测法、协方差矩阵检测法、特 征值检测法等。其中，能量检测法要求噪声功率精确已知，而在实际中噪声功率无法精 确获得，此时能量检测法的性能会急剧下降；循环特征检测法需要信号循环特征频率的 先验知识，而在实际中无法预先获得信号循环特征频率；在多天线的情况下，协方差矩 阵检测法和特征值检测法能够利用多根天线接收信号之间的时域相关性来实现频谱感 知，但是在实际应用中，为了获得分集增益，多根天线接收信号之间的时域相关性较低 甚至不相关，此时协方差矩阵检测法和特征值检测法就会失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种频谱感知性能良好，能够有效克服多天线接 收信号之间的时域相关性较低或不相关时频谱感知性能较差的缺点的基于信号频谱包 络的频谱感知方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于信号频谱包络的频谱感知 方法，其特征在于包括以下步骤：

①假设认知无线电系统采用两根接收天线接收时域连续的射频信号，将两根接收天 线接收到的时域连续的射频信号均表示为时间t的函数，将第一根接收天线接收到的时 域连续的射频信号记为x₁(t)，将第二根接收天线接收到的时域连续的射频信号记为 x₂(t)；

②分别对第一根接收天线接收到的时域连续的射频信号x₁(t)和第二根接收天线接 收到的时域连续的射频信号x₂(t)进行下变频处理，再分别对x₁(t)和x₂(t)经下变频处理 后得到的时域连续的射频信号进行K次时域采样，得到第一根接收天线上的时域离散的 基带信号和第二根接收天线上的时域离散的基带信号，将第一根接收天线上的时域离散 的基带信号和第二根接收天线上的时域离散的基带信号均表示为时域采样序号k的函 数，分别记为y₁(k)和y₂(k)，其中，k＝1，2，…，K，K表示时域采样的次数；

③分别对第一根接收天线上的时域离散的基带信号y₁(k)和第二根接收天线上的时 域离散的基带信号y₂(k)进行离散傅立叶变换，得到第一根接收天线上的信号频谱和第 二根接收天线上的信号频谱，将第一根接收天线上的信号频谱和第二根接收天线上的信 号频谱均表示为频域采样序号k′的函数，分别记为w₁(k′)和w₂(k′)，其中，k′＝1，2，…，K′， K′表示频域采样的次数；