中，主用户（Primary化er,PU)是认知无线电系统感知频段内的授权用户，即感 知对象，在授权频段内具有一定的无线收发功能，比如特定频段上某一时段内频谱利用率 较低的TV终端；认知用户（CognitiveUser,CU)是认知无线电系统中感知授权频的独立节 点，即实施感知的具体节点，在特定频段内具有无线收发功能，比如智能传感器节点；融合 中屯、(pusionCenter,FC)是认知无线电系统中接收认知节点本地感知数据的设备，在特定 频段内具有无线收发功能，且具有一定的计算和融合能力，比如具有无线收发功能的数据 处理终端；各模块之间可通过特定的控制频段或空闲的授权频段进行无线通信。
[0033] 如图2所示，本发明系统的能量检测原理包括；首先，认知用户接收到的信号经过 带通滤波器去除带外噪声，随后将带通滤波器的输出进行平方运算，并对该信号在感知周 期内进行积分，得到信号的能量统计值，最后，将该能量统计值与一个取决于噪声水平的能 量口限值进行比较，如果大于口限值则表示主用户正在使用授权信道，否则表示主用户未 使用授权信道。
[0034] 如图3所示，本发明基于上述应用模型（即；场景），其方法具体包括如下步骤：
[0035] 步骤1，认知用户接收授权信道上的信号，并W最小奈奎斯特采样率进行采样，计 算能量统计值Y。
[0036]步骤2,根据接收信号的最大值与最小值之比估计噪声不确定度大小P，并根据 P设定双口限^h、入1。
[0037] 步骤3,首先采用固定检测长度的双口限能量检测算法，Y' =Y。若Y'>Ah,则表 明主用户正在使用授权信道，判决结果为Hi;若Y'<A1，则表明主用户未使用授权信道，判 决结果为H。;若Ai《YAh,转至步骤4。
[003引步骤4,W最小化系统开销为目标，W目标虚警概率和最小系统吞吐量为约束条 件，计算系统开销与吞吐量折中的检测长度上限Nt。如果检测长度n<Nt，则增加检测长 度，n=n+1，转到步骤3 ;否则感知失败，判决为A，并立即启动下一轮感知。
[0039] 综上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此。 在发明所披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明所揭露的技术 范围之内。因此，本发明的保护范围应W权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1. 基于自适应检测长度的双门限能量感知系统的实现方法，所述方法包括如下步骤： 步骤1 :认知用户接收授权信道上的信号，并以最小奈奎斯特采样率进行采样，计算能 量统计值Y ; 步骤2:根据接收信号的最大值与最小值之比估计噪声不确定度大小p，并根据p设 定双门限Ah、A1，其中Ah> λ 1; 步骤3:首先采用固定检测长度的双门限能量检测算法，Υ' =Υ，若Y '> Ah，则表明主 用户正在使用授权信道，判决结果为H1;若Υ'< λ i，则表明主用户未使用授权信道，判决结 果为Hci;若λ # Y λ h，转至步骤4 ; 步骤4 :以最小化系统开销为目标，以目标虚警概率和最小系统吞吐量为约束条件，计 算系统开销与吞吐量折中的检测长度上限Nt，如果检测长度η < Nt，则增加检测长度，η = η+1，转到步骤3 ;否则感知失败，判决为应,并立即启动下一轮感知。
2. 根据权利要求1所述的一种基于自适应检测长度的双门限能量感知系统的实现方 法，其特征在于：所述方法是采用传统的二元假设模型，H tl表示频谱空闲；\表示频谱繁忙。
3. 根据权利要求1所述的一种基于自适应检测长度的双门限能量感知系统的实现方 法，其特征在于：所述方法的信道噪声为加性高斯白噪声；忽略信道选择性衰落、阴影和多 径效应影响因素。
4. 根据权利要求1所述的一种基于自适应检测长度的双门限能量感知系统的实现方 法，其特征在于：所述方法根据接收信号的最大值和最小值之比估计噪声不确定度大小，并 根据噪声不确定度大小设定双门限。
5. 根据权利要求1所述的一种基于自适应检测长度的双门限能量感知系统的实现方 法，其特征在于：所述方法是根据判决结果自适应地增加检测长度，在提高检测性能的同 时，尽可能地减小实际检测长度。
6. 根据权利要求1所述的一种基于自适应检测长度的双门限能量感知系统的实现方 法，其特征在于：所述方法是以最小化系统开销为目标，以目标虚警概率和最小系统吞吐量 为约束条件，给出了基于系统开销与吞吐量折中的检测长度上限，在利用增加检测长度的 方法提高检测性能的同时，减少系统开销的增加。
7. 根据权利要求1所述的一种基于自适应检测长度的双门限能量感知系统的实现方 法，其特征在于：所述方法应用于无线通信技术领域。
8. -种基于自适应检测长度的双门限能量感知系统，其特征在于，所述系统包括：主 用户、认知用户和融合中心； 所述的主用户是认知无线电系统感知频段内的授权用户，即：感知对象，在授权频段内 具有无线收发功能； 所述的认知用户是认知无线电系统中感知授权频的独立节点，即：实施感知的具体节 点，在特定频段内具有无线收发功能； 所述的融合中心是认知无线电系统中接收认知节点本地感知数据的设备，在特定频段 内具有无线收发功能，且具有一定的计算和融合能力；各模块之间可通过特定的控制频段 或空闲的授权频段进行无线通信。
9. 根据权利要求8所述的一种基于自适应检测长度的双门限能量感知系统，其特征在 于：所述系统的认知用户接收到的信号经过带通滤波器去除带外噪声，随后将带通滤波器 的输出进行平方运算，并对该信号在感知周期内进行积分，得到信号的能量统计值，最后， 将该能量统计值与一个取决于噪声水平的能量门限值进行比较，如果大于门限值则表示主 用户正在使用授权信道，否则表示主用户未使用授权信道。
【专利摘要】本发明公开了基于自适应检测长度的双门限能量感知方法和系统，该方法通过自适应地增加检测长度来提高能量检测的检测性能，同时结合双门限检测机制以避免噪声不确定性对能量检测的影响。本发明首先根据噪声不确定性大小设置上下判决门限。当检测统计量位于双门限之外时直接判决，否则增加采样数并再次比较，直到得出判决结果或采样数达到上限。为了尽量减小由于采样数增加带来的系统能量开销的增加，本发明给出了系统能量开销与吞吐量折中的最佳采样数上限。该方法在能量开销略有增加的情况下，显著地提高了系统的检测性能。
【IPC分类】H04B17-382
【公开号】CN104767578
【申请号】CN201510128950
【发明人】张学军, 严金童, 鲁友, 田峰, 成谢锋
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月23日