专利名称：一种基于信号频谱包络的频谱感知方法
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
X2⑴；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yjk)和7200，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yi (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Wl(k')和《2&')，其中，k' =1,2,-", K'，K'表示频域采样的次数；④根据第一根接收天线上的信号频谱yi(k ‘)和第二根接收天线上的信号频谱W2 (k ‘)，计算信号频谱包络的互相关系数，记为r，
权利要求
1. 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71(10和％(10，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Wl(k')和《2&')，其中，k' = 1,2,…， K'，K'表示频域采样的次数；④根据第一根接收天线上的信号频谱W1(k ‘)和第二根接收天线上的信号频谱w2(k ‘)，计算信号频谱包络的互相关系数，记为r，
全文摘要
本发明公开了一种基于信号频谱包络的频谱感知方法，其利用两根接收天线接收时域连续的射频信号，然后对时域连续的射频信号进行下变频、时域采样处理得到时域离散的基带信号，对时域离散的基带信号进行离散傅立叶变换得到信号频谱，再计算信号频谱包络的互相关系数，最后通过比较信号频谱包络的互相关系数与判决门限的大小，判定是否有其它无线通信业务占用频段，实现频谱感知，本发明方法克服了已有的协方差矩阵检测法和特征值检测法在多根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失效的缺点。
文档编号H04B17/00GK102364885SQ20111030576
公开日2012年2月29日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者李有明, 金明 申请人:宁波大学