專利名稱：一種基于直流偏移自適應(yīng)頻譜能量的用戶信號檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種認知無線電技術(shù)領(lǐng)域中的用戶信號檢測方法，尤其涉及包含直流偏移的基帶信號的頻譜能量的用戶信號檢測方法。
背景技術(shù)：
隨著語音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻等多媒體業(yè)務(wù)對傳輸速率越來越高的要求，無線集群系統(tǒng)的寬帶化是下一代數(shù)字集群系統(tǒng)的必然趨勢。為了有效提高無線集群系統(tǒng)的頻譜利用率，基于認知無線電的頻譜聚合技術(shù)受到越來越廣泛的關(guān)注。該技術(shù)在干擾低的載波間隙，插入窄帶載頻，將分散的窄帶載頻通過頻譜聚合技術(shù)實現(xiàn)寬帶無線集群系統(tǒng)的寬帶業(yè)務(wù)傳輸。為了快速感知寬帶頻譜，用戶必須具備在大范圍頻譜上檢測閑置頻譜的能力，即需要完成對寬帶頻譜的感知。寬帶頻譜感知存在的困難主要有一、感知頻帶內(nèi)可能包含多路主用戶信號，且各主用戶的信號參數(shù)不盡相同，對多主用戶的檢測時困難；二、檢測頻段的寬帶性對射頻前端的處理速度和A/D轉(zhuǎn)換器的速度、精度要求很高，而高速高精度的A/D轉(zhuǎn)換器成本昂貴；三、提高數(shù)據(jù)處理(頻譜感知)方法的實時性、穩(wěn)定性都是很大的挑戰(zhàn)，同時后續(xù)的檢測方法在較短時間內(nèi)完成可靠的檢測也是一個挑戰(zhàn)。上述三種困難我們采用能量感知方法和零中頻頻譜感知接收機來解決。常用的頻譜感知方法有能量感知方法 、匹配濾波器感知方法、循環(huán)平穩(wěn)特征感知方法等。在未知主用戶任何先驗信息的條件下，能量感知方法是一種理想的頻譜感知方法。能量感知方法是一種信號非相干感知方法，與其它常用感知方法相比，它有實現(xiàn)簡單、計算復(fù)雜度低和不需要先驗信息等優(yōu)點，可以在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)較寬頻帶的快速掃描，較高概率地判斷出信道內(nèi)用戶信號的存在與否，較好解決了上述第一種和第三種困難。零中頻頻譜感知接收機相對于常用的超外差接收機，不需要一些大體積、價格昂貴和無法集成的部件，比如片外中頻濾波器等，其結(jié)構(gòu)簡單，具有功耗低、成本低和集成度高的特點，同時降低了功耗和對ADC精度及采樣頻率的要求，避免了鏡像干擾，較好解決了上述第二種困難。但是，我們也注意到零中頻接收機中直流偏移問題，由于零中頻接收機中有用信號直接被下變頻至直流，直流偏移就會疊加到有用信號上，干擾有用信號，大大降低了系統(tǒng)的信噪比，造成能量感知方法性能的嚴重惡化。因此在基于能量感知方法的零中頻頻譜感知接收機中，存在時變的直流偏移時，無法有效感知頻譜中是否存在用戶信號是其需要解決的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有能量感知方法的零中頻頻譜感知接收機中，存在時變的直流偏移時，無法有效感知頻譜中是否存在用戶信號的問題，提出一種基于直流偏移自適應(yīng)頻譜能量的用戶信號檢測方法。
該方法包括以下步驟步驟一、對輸入到零中頻頻譜感知接收機中的待檢測離散無線信號y(t)通過A/D進行采樣得到采樣信號y [η]，η = 1,2,..., N，然后同時執(zhí)行步驟二、三；步驟二、將步驟一獲得的采樣信號y[n]進行累加，并對此N個采樣信號的累加和進行平方后再乘以1/N，獲得1/N倍的N個采樣信號累加和的平方，然后執(zhí)行步驟四；步驟三、將步驟一獲得的采樣信號y [η]進行平方，并對此N個采樣信號的平方值再進行累加，獲得N個采樣信號平方的累加和，然后執(zhí)行步驟四；步驟四、用步驟三獲得的結(jié)果減去步驟二獲得的結(jié)果，得到直流自適應(yīng)頻譜能量感知方法的檢測統(tǒng)計量Y，然后執(zhí)行步驟五；步驟五、把步驟四獲得的檢測統(tǒng)計量Y與檢測門限值λ e進行比較并判決，當Y大于λ e時，則判定主用戶信號存在。上述方法中，步驟一所述y [η]的模型為
權(quán)利要求
1.一種基于直流偏移自適應(yīng)頻譜能量的用戶信號檢測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、對輸入到零中頻頻譜感知接收機中的待檢測離散無線信號y(t)通過A/D進行采樣得到采樣信號y [η]，η = 1,2,..., N，然后同時執(zhí)行步驟二、三；步驟二、將步驟一獲得的采樣信號y [η]進行累加，并對此N個采樣信號的累加和進行平方后再乘以1/Ν，獲得1/Ν倍的N個采樣信號累加和的平方，然后執(zhí)行步驟四；步驟三、將步驟一獲得的采樣信號y[n]進行平方，并對此N個采樣信號的平方值再進行累加，獲得N個采樣信號平方的累加和，然后執(zhí)行步驟四；步驟四、用步驟三獲得的結(jié)果減去步驟二獲得的結(jié)果，得到直流自適應(yīng)頻譜能量感知方法的檢測統(tǒng)計量Y，然后執(zhí)行步驟五；步驟五、把步驟四獲得的檢測統(tǒng)計量Y與檢測門限值入^進行比較并判決，當Y大于Ae 時，則判定主用戶信號存在。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于直流偏移自適應(yīng)頻譜能量的用戶信號檢測方法，其特征在于，步驟一中所述的采樣信號y[n]的數(shù)學模型為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于直流偏移自適應(yīng)頻譜能量的用戶信號檢測方法，其特征在于，步驟四中所述的檢測統(tǒng)計量Y為
全文摘要
一種基于直流偏移自適應(yīng)頻譜能量的用戶信號檢測方法，涉及一種認知無線電領(lǐng)域中用戶信號檢測方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有能量感知方法的零中頻頻譜感知接收機中，存在時變的直流偏移時，無法有效檢測頻譜中是否存在用戶信號的問題。它通過以下步驟實現(xiàn)步驟一、對待檢測信號采樣后同時進行步驟二、三；步驟二、對步驟一獲得的信號進行累加，并對其累加和進行平方后再乘以1/N；步驟三、對步驟一獲得的信號進行平方，并對其平方值再進行累加；步驟四、用步驟三的結(jié)果減去步驟二的結(jié)果；步驟五、把步驟四的結(jié)果與預(yù)先設(shè)置的參數(shù)值進行比較并判決是否存在主用戶信號。本發(fā)明適用于基于能量感知方法的零中頻頻譜感知接收機。
文檔編號H04B17/00GK103051402SQ201310021240
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者徐玉濱, 洑云海, 馬琳, 劉寧慶, 唐舒, 陳亮 申請人:哈爾濱工業(yè)大學