CN104320209A - 一种基于拟合优度检验的频谱感知方法 - Google Patents

一种基于拟合优度检验的频谱感知方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104320209A
CN104320209A CN201410539026.3A CN201410539026A CN104320209A CN 104320209 A CN104320209 A CN 104320209A CN 201410539026 A CN201410539026 A CN 201410539026A CN 104320209 A CN104320209 A CN 104320209A
Authority
CN
China
Prior art keywords
test
signal
spectrum sensing
goodness
fit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410539026.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104320209B (zh
Inventor
金明
李有明
王刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo University
Original Assignee
Ningbo University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo University filed Critical Ningbo University
Priority to CN201410539026.3A priority Critical patent/CN104320209B/zh
Publication of CN104320209A publication Critical patent/CN104320209A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104320209B publication Critical patent/CN104320209B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种基于拟合优度检验的频谱感知方法，其利用感知节点对监测信道的信号进行采样，得到采样信号，然后用采样信号计算检验统计量，最后通过比较检验统计量与判决门限的大小，判定在该监测信道内有无授权用户信号，从而实现频谱感知；优点是无需对采样信号中的采样点进行排序，且计算检验统计量只需利用采样信号，因此计算量小；具有比Teguig等人提出的基于卡方拟合优度检验的频谱感知方法更好的频谱感知性能。

Description

一种基于拟合优度检验的频谱感知方法
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拟合优度检验的频谱感知方法。
背景技术
经过近几十年的无线通信快速发展，可供使用的频谱资源大部分已经被分配给了特定的授权用户。也就是说，即使这些频谱资源处于空闲状态，非授权用户也不能使用它，这导致大量的非授权用户在竞争着少量的非授权频段的资源。种种现象表明，现在的频谱资源越来越紧缺。然而研究发现，被分配给授权用户的频谱资源的利用率非常低。授权频段在空间和时间上的资源利用率在15％到85％之间，其利用率非常不平衡，如果在不干扰授权用户的前提下，能够允许非授权用户接入授权频段，那么就能够有效缓解频谱资源紧缺的问题。认知无线电的提出为提高频谱资源的利用率提供了一个可行的思路，其能够有效利用已被分配但是处于空闲状态的频谱资源。为了防止对授权用户产生不可接受的干扰，同时能够有效检测出处于空闲状态的频谱资源，频谱感知成了认知无线电中的关键技术之一。
常见的频谱感知方法有能量检测法、相关矩阵检测法、循环平稳特征检测法等。其中，能量检测法由Urkowitz等人在1967年发表的《Energy Detection of UnknownDeterministic Signals》(未知确定信号的能量检测法)中提出。Urkowitz等人提出的能量检测法具有实现简单、计算量小等特点，但是该方法在噪声功率未知情况下，频谱感知性能较差。最近，Teguig等人在2014年发表的《Spectrum sensing method based on goodnessof fit test using chi-square distribution》(基于利用卡方分布的拟合优度检验的频谱感知方法)中提出了基于卡方拟合优度检验的频谱感知方法，该方法的频谱感知性能较好，但是由于该方法需要对采样信号中的采样点进行排序，因此计算量大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种计算量小，且频谱感知性能好的基于拟合优度检验的频谱感知方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于拟合优度检验的频谱感知方法，其特征在于包括以下步骤：
①在认知无线电中，利用感知节点对监测信道的信号进行N次采样，得到由N个采样点的信号构成的采样信号，将采样信号中的第n个采样点的信号记为x(n)，其中，N≥2，1≤n≤N；
②利用采样信号计算基于拟合优度检验的检验统计量，记为T，其中，e表示自然常数，ln( )表示以自然常数e为底的自然对数，符号“| |”为取绝对值符号；
③比较检验统计量T与判决门限λ的大小，如果T>λ，则判定在监测信道内有授权用户信号；如果T≤λ，则判定在监测信道内没有授权用户信号，其中，λ＝2σ2F-1(1-Pf)，σ2表示感知节点的噪声功率，Pf表示虚警概率，0≤Pf≤1，F-1( )为逆函数表示形式，F-1(1-Pf)表示标准正态分布的累积分布函数的逆函数。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1)本发明方法无需对采样信号中的采样点进行排序，且计算检验统计量只需利用采样信号，因此计算量小。
2)本发明方法在获得检验统计量T的过程中利用了监测信道内有授权用户信号时的采样信号的功率大于监测信道内没有授权用户信号时的采样信号的功率这一特点，而Teguig等人提出的基于卡方拟合优度检验的频谱感知方法没有利用这一特点，因此本发明方法具有比Teguig等人提出的基于卡方拟合优度检验的频谱感知方法更好的频谱感知性能。
附图说明
图1为本发明方法的流程框图；
图2为当N＝120时，本发明方法和Teguig等人提出的频谱感知方法的检测概率的比较示意图；
图3为当N＝50时，本发明方法和Teguig等人提出的频谱感知方法的检测概率的比较示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明提出的一种基于拟合优度检验的频谱感知方法，其流程框图如图1所示，其包括以下步骤：
①在认知无线电中，利用感知节点对监测信道的信号进行N次采样，得到由N个采样点的信号构成的采样信号，将采样信号中的第n个采样点的信号记为x(n)，其中，N≥2，如取N＝120，1≤n≤N。
②利用采样信号计算基于拟合优度检验的检验统计量，记为T，其中，e表示自然常数，e＝2.71828182845904523536...，ln( )表示以自然常数e为底的自然对数，符号“| |”为取绝对值符号。
③比较检验统计量T与判决门限λ的大小，如果T>λ，则判定在监测信道内有授权用户信号；如果T≤λ，则判定在监测信道内没有授权用户信号，其中，λ＝2σ2F-1(1-Pf)，σ2表示感知节点的噪声功率，σ2的值可以通过现有的技术手段估计得到，在本发明方法中直接假设σ2＝1，Pf表示虚警概率，0≤Pf≤1，F-1( )为逆函数表示形式，F-1(1-Pf)表示标准正态分布的累积分布函数的逆函数。
通过以下仿真以进一步说明本发明方法的可行性和有效性。
假设感知节点对监测信道的信号进行N＝120次采样，感知节点的噪声功率为σ2＝1，信噪比为-5分贝，分别利用本发明方法和Teguig等人提出的频谱感知方法进行频谱感知，检测概率如图2所示。从图2中可以看出，本发明方法的检测概率曲线高于Teguig等人提出的频谱感知方法的检测概率曲线，这表明本发明方法具有比Teguig等人提出的频谱感知方法更好的频谱感知性能。
假设感知节点对监测信道的信号进行N＝50次采样，感知节点的噪声功率为σ2＝1，信噪比为-5分贝，分别利用本发明方法和Teguig等人提出的频谱感知方法进行频谱感知，检测概率如图3所示。从图3中可以看出，本发明方法具有比Teguig等人提出的频谱感知方法更好的频谱感知性能。

Claims (1)

1.一种基于拟合优度检验的频谱感知方法，其特征在于包括以下步骤：
①在认知无线电中，利用感知节点对监测信道的信号进行N次采样，得到由N个采样点的信号构成的采样信号，将采样信号中的第n个采样点的信号记为x(n)，其中，N≥2，1≤n≤N；
②利用采样信号计算基于拟合优度检验的检验统计量，记为T，其中，e表示自然常数，ln()表示以自然常数e为底的自然对数，符号“||”为取绝对值符号；
③比较检验统计量T与判决门限λ的大小，如果T>λ，则判定在监测信道内有授权用户信号；如果T≤λ，则判定在监测信道内没有授权用户信号，其中，λ＝2σ2F-1(1-Pf)，σ2表示感知节点的噪声功率，Pf表示虚警概率，0≤Pf≤1，F-1()为逆函数表示形式，F-1(1-Pf)表示标准正态分布的累积分布函数的逆函数。
CN201410539026.3A 2014-10-14 2014-10-14 一种基于拟合优度检验的频谱感知方法 Expired - Fee Related CN104320209B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410539026.3A CN104320209B (zh) 2014-10-14 2014-10-14 一种基于拟合优度检验的频谱感知方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410539026.3A CN104320209B (zh) 2014-10-14 2014-10-14 一种基于拟合优度检验的频谱感知方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104320209A true CN104320209A (zh) 2015-01-28
CN104320209B CN104320209B (zh) 2016-04-20

Family

ID=52375397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410539026.3A Expired - Fee Related CN104320209B (zh) 2014-10-14 2014-10-14 一种基于拟合优度检验的频谱感知方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104320209B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106788817A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 宁波大学 一种基于贝叶斯准则和能量检测法的频谱感知方法
CN110830130A (zh) * 2019-11-13 2020-02-21 西安文理学院 一种认知无线电中的统计频谱检测方法
CN112261684A (zh) * 2020-11-20 2021-01-22 中国电子科技集团公司第七研究所 一种基于mub的拟合优度检验的频谱感知方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103297160A (zh) * 2013-05-27 2013-09-11 东南大学 基于归一化特征值的拟合优度检验的频谱感知方法及装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103297160A (zh) * 2013-05-27 2013-09-11 东南大学 基于归一化特征值的拟合优度检验的频谱感知方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D TEGUIG: "《Spectrum sensing method based on goodness of fit test using chi-square distribution》", 《IEEE》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106788817A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 宁波大学 一种基于贝叶斯准则和能量检测法的频谱感知方法
CN110830130A (zh) * 2019-11-13 2020-02-21 西安文理学院 一种认知无线电中的统计频谱检测方法
CN112261684A (zh) * 2020-11-20 2021-01-22 中国电子科技集团公司第七研究所 一种基于mub的拟合优度检验的频谱感知方法
CN112261684B (zh) * 2020-11-20 2023-06-16 中国电子科技集团公司第七研究所 一种基于mub的拟合优度检验的频谱感知方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104320209B (zh) 2016-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102324959B (zh) 一种基于多天线系统协方差矩阵的频谱感知方法
CN104469784A (zh) 一种异构网络中频谱感知数据的处理方法及装置
CN104320209B (zh) 一种基于拟合优度检验的频谱感知方法
CN102271022B (zh) 一种基于最大广义特征值的频谱感知方法
Srisomboon et al. Two-stage spectrum sensing for cognitive radio under noise uncertainty
CN103248441B (zh) 时间异步且循环前缀长度未知情况下的ofdm频谱感知方法
CN107770778B (zh) 一种基于软融合策略的盲协作频谱感知方法
CN101753233B (zh) 一种频谱感知方法和装置
CN102710349B (zh) 一种脉冲干扰环境下基于数据挑选的频谱感知方法
CN103888201B (zh) 一种利用空间分集的协作频谱感知方法
CN103780318A (zh) 一种动态双门限协作频谱感知方法
CN102006609A (zh) 一种自适应序贯的协同频谱检测方法
CN104954089B (zh) 一种基于多天线瞬时功率比较的频谱感知方法
CN105307185B (zh) 一种基于数据净化的群智协同频谱感知方法
CN109120360A (zh) 在授权用户静默期估计噪声功率的能量检测频谱感知方法
CN103780323B (zh) 一种基于信号聚合特性的认知无线电宽带频谱感知方法
CN105813089B (zh) 一种对抗噪声不确定性的匹配滤波频谱感知方法
CN103346849B (zh) 一种抵抗模仿主用户信号的恶意攻击的频谱感知方法
CN106452627B (zh) 一种用于宽带频谱感知的噪声功率估计方法和装置
CN103560838B (zh) 一种抑制直流偏置的能量检测方法
CN104767578B (zh) 基于自适应检测长度的双门限能量感知方法和系统
CN102118200B (zh) 一种基于协方差绝对值法的频谱检测方法
Vu‐Van et al. A cluster‐based sequential cooperative spectrum sensing scheme utilizing reporting framework for cognitive radios
CN103248443B (zh) 时间异步且循环前缀长度已知情况下的ofdm频谱感知方法
CN107222870B (zh) 针对时间异步且不存在频偏情况下的ofdm信号频谱感知方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160420

Termination date: 20181014

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee