在脈沖噪聲環(huán)境下基于順序統(tǒng)計的頻譜感知方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及認知無線電的頻譜感知技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在脈沖噪聲環(huán)境下基 于順序統(tǒng)計的頻譜感知方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線通信業(yè)務(wù)需求的快速增長，可用頻譜資源變得愈來愈稀缺，認知無線電 已經(jīng)成為解決現(xiàn)有頻譜資源匱乏的非常有前景的技術(shù)。認知無線電是一種智能的無線通信 系統(tǒng)，它能感知周圍的無線環(huán)境，通過一定的方法相應(yīng)的改變某些工作參數(shù)來實時的適應(yīng) 環(huán)境，從而達到提高頻譜利用率、緩解頻譜資源緊張的目的。而頻譜感知是認知無線電中最 具有挑戰(zhàn)的問題之一。
[0003] 目前國內(nèi)外提出的感知方法主要有以下三種：一是基于能量檢測的頻譜感知方 法；二是基于信號特征的頻譜感知方法；三是分布式協(xié)作感知方法。這些頻譜感知方法是 在考慮平穩(wěn)噪聲環(huán)境下，直接利用所有采樣數(shù)據(jù)進行頻譜檢測。但在存在雷電、汽車打火等 引起的脈沖干擾的情況下，已有頻譜感知方法的虛警概率會急劇增加，從而使得頻譜資源 利用率嚴重下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的現(xiàn)有感知方法在脈沖噪聲干擾下存在虛警概率增加及頻譜資 源利用率低的問題，提供一種在脈沖噪聲環(huán)境下基于順序統(tǒng)計的頻譜感知方法，其能夠有 效降低在脈沖噪聲環(huán)境下的虛警概率，提高頻譜資源利用率。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] 在脈沖噪聲環(huán)境下基于順序統(tǒng)計的頻譜感知方法，包括如下步驟：
[0007] 步驟1、對無線電監(jiān)測信道中進行采樣，得到采樣點集合；
[0008] 步驟2、計算脈沖噪聲在采樣點集合中的比例A，即
[0010] 式中，A表示脈沖噪聲在采樣點集合中所占比例；1114表示四階范數(shù)估計值，
;1116表示六階范數(shù)估計值，
；r(n)表示采樣點的接收信號的 幅值，N表示采樣點的個數(shù)；
[0011] 步驟3、根據(jù)采樣點的幅值，對采樣點集合的所有采樣點即N個采樣點進行排序 后，并從排序后的采樣點集合中由大到小選取出Μ個采樣點，形成第一集合Φ ;上述Μ的計 算公式如下：
[0013] 式中，Α表示脈沖噪聲在采樣點集合中所占比例；Ν表示采樣點的個數(shù)；ξ表示可 調(diào)參數(shù)；
[0014] 步驟4、設(shè)定幅度門限χα，并從采樣點集合的N個采樣點中選取出幅值大于幅度門 限\的采樣點，形成第二集合Φ ;
[0015] 步驟5、求第一集合Φ與第二集合Φ的并集，并從采樣點集合的N個采樣點中將 并集中的采樣點去除，形成用于頻譜感知的感知集合Θ ;
[0016] 步驟6、對感知集合Θ進行頻譜感知。
[0017] 上述步驟3中，對采樣點集合進行排序的目的僅是為了能夠從中選取出Μ個幅值 較大的采樣點。其既可以對采樣點集合的Ν個采樣點的幅值進行大到小的排序，此時由前 向后從排序后的采樣點集合中選取出Μ個采樣點即為幅值較大的采樣點；又可以對采樣點 集合的Ν個采樣點的幅值進行小到大的排序，此時由后向前從排序后的采樣點集合中選取 出Μ個采樣點即為幅值較大的采樣點。
[0018] 上述步驟4中，幅度門限xa可以根據(jù)經(jīng)驗采用直接人為設(shè)定的方式進行確定，也 可以通過以下公式進行確定，即
[0020] 式中，α表示預(yù)設(shè)的臨界值
Α表示脈沖噪聲在采樣點集合中所占比例；m2表示二階范數(shù)估計值;m4表示四階范數(shù)估計 值;1116表示六階范數(shù)估計值；r (η)表示采樣點的幅值，N表示采樣點的個數(shù)。
[0021] 上述步驟6中，對感知集合Θ進行頻譜感知的具體方法如下，即當
時，說明頻譜被占用狀態(tài)；當
時，說明頻譜處于空閑狀 態(tài)；其中γ(γ〇表示感知集合的采樣點的幅值；i = 1，2, . . .，π，π表示感知集合的采樣點 的個數(shù)；α。表示設(shè)定的感知閾值。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在無線電監(jiān)測信道中進行多次采樣，并對其進行下 變頻、模數(shù)變換、范數(shù)估計、計算噪聲脈沖在該采樣點集合中所占比例，然后對采樣點集合 進行排序并篩選出其中較大幅值的樣點作為一個集合，再通過設(shè)定一個幅度門限值篩選出 大于該值的樣點作為另一個集合；取出去除這兩個集合求并集后的采樣點與兩倍的方差值 作比較，從而判斷頻譜是否處于空閑狀態(tài)，進而實現(xiàn)頻譜感知。本發(fā)明有效的避免了現(xiàn)有頻 譜感知方法所存在的在脈沖噪聲干擾下虛警概率大幅增加的缺陷，從而有效的提高了頻譜 資源的利用率。
【附圖說明】
[0023] 圖1為在脈沖噪聲環(huán)境下基于順序統(tǒng)計的頻譜感知方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0024] 本發(fā)明所設(shè)計的一種在脈沖噪聲環(huán)境下基于順序統(tǒng)計的頻譜感知方法，首先從認 知無線電監(jiān)測信道中進行多次采樣，并把采樣的采樣點作為一個集合，其經(jīng)過下變頻及模 數(shù)變換后得到基帶采樣點；接著對該采樣點進行二階、四階及六階范數(shù)估計；接著根據(jù)所 求范數(shù)估計值再計算脈沖噪聲在接收采樣點集合中所占比例；然后對其進行從小到大的排 序且選取排序后幅值較大的采樣點，并把它們作為一個集合；再利用預(yù)設(shè)的臨界值去計算 幅度門限值并且篩選出幅度大于幅度門限值的采樣點作為一個集合；接著把從排序后得到 的較大采樣點集合與幅度值大于幅度門限值的采樣點集合取并集，并把去除該并集內(nèi)的采 樣點后的采樣點用來做頻譜感知，并把得到的結(jié)果和兩倍的方差值作比較，然后根據(jù)比較 結(jié)果則判定該監(jiān)測信道是否被占用。
[0025] 具體來說，一種在脈沖噪聲環(huán)境下基于順序統(tǒng)計的頻譜感知方法，參見圖1，包括 如下步驟：
[0026] 步驟A、在認知無線電監(jiān)測信道中，對監(jiān)測信道內(nèi)的信號進行多次采樣，并將其 作為一個采樣點集合，然后經(jīng)下變頻和模數(shù)變換等基帶信號處理后，得各個采樣點的