本发明专利技术提供的频谱感知方法、装置、电子设备和存储介质，该方法包括：基于各信道频点的能量值，构建图信号矩阵；基于各信道频点构建图信号模型，并确定与图信号模型对应的图高通滤波器，以将图信号矩阵输入图高通滤波器，获取图高通滤波器输出的滤波信号；基于滤波信号，确定各信道频点的时域残差；基于时域残差，判断当前感知时隙中是否存在有信用频点被占用；当存在有信用频点被占用的情况下，基于时域残差，查找当前感知时隙中被占用的各信道频点。本发明专利技术通过较少的采样样本数确定信道频点的时域残差，基于时域残差查找当前时隙中被占用的各信道频点，从而实现了较高性能的频谱感知检测，提高了频谱感知的准确性。提高了频谱感知的准确性。提高了频谱感知的准确性。
【技术实现步骤摘要】
频谱感知方法、装置、电子设备和存储介质
[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种频谱感知方法、装置、电子设备和存储介质。
技术介绍
[0002]随着无线通信技术的发展，各种新型的无线通信系统不断涌现，如终端到终端通信系统，这使得接入无线频谱的终端数量爆炸式增长，极大地增加了对无线频谱资源的需求。然而，目前的固定频谱资源分配政策使得新型的无线通信系统没有充分的无线频谱资源支撑。另一方面，固定频谱资源分配政策使得无线电频谱资源无法得到充分利用，引起了频谱资源短缺。动态频谱接入为提高无线电频谱资源的利用率和缓解无线电频谱资源的短缺问题提供了一种可行的方案。认知无线电技术是实现动态频谱接入的一种有效技术，在认知无线电中，为了避免新型的无线通信系统对已有无线通信系统产生干扰，常采用频谱感知方法来感知信道是否被占用。
[0003]现有的频谱感知方法主要利用检测信道内的信号能量或者协方差矩阵的特征值实现是否存在授权用户占用信道的判决，主要有能量检测法和协方差矩阵法等频谱感知方法。然而，为了实现高性能的检测，已有的方法需要较多的采样样本数，当采样样本数较少时，上述方法无法有效检测出信道中信号的微弱变化。在实际应用中，由于信道传播特性的复杂性，需要用较少的采样样本数实现较高性能的检测，因此，目前需要解决的问题是采用较少的采样样本数实现较高性能的频谱感知检测，以提高频谱感知的准确性。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种频谱感知方法、装置、电子设备和存储介质，用以解决频谱感知检测准确性低的问题，通过较少的采样样本数确定信道频点的时域残差和频域残差，从而基于时域残差和频域残差实现较高性能的频谱感知检测，提高了频谱感知的准确性。
[0005]本专利技术提供一种频谱感知方法，包括：基于各信道频点的能量值，构建图信号矩阵；基于所述各信道频点构建图信号模型，并确定与所述图信号模型对应的图高通滤波器，以将所述图信号矩阵输入所述图高通滤波器，获取所述图高通滤波器输出的滤波信号；基于所述滤波信号，确定所述各信道频点的时域残差；基于所述时域残差，判断当前感知时隙中是否存在有信用频点被占用；当存在有信用频点被占用的情况下，基于所述时域残差，查找当前感知时隙中被占用的所述各信道频点。
[0006]根据本专利技术提供的一种频谱感知方法，所述时域残差包括：各历史感知时隙的平均时域残差，当前感知时隙与所述各历史感知时隙的平均值之间的最大时域残差；对应地，所述基于所述时域残差，判断当前感知时隙中是否存在有信用频点被占用的步
骤，包括：若所述最大时域残差大于所述平均时域残差，则判定当前感知时隙中存在有信道频点被占用；若所述最大时域残差小于或等于所述平均时域残差，则判定当前感知时隙中所有信道频点未被占用，结束频谱感知过程。
[0007]根据本专利技术提供的一种频谱感知方法，所述时域残差还包括：各信道频点的残差值；对应地，所述当存在有信用频点被占用的情况下，基于所述时域残差，查找当前感知时隙中被占用的所述各信道频点的步骤，包括：对各信道频点的所述残差值进行排序生成残差值集合，对所述残差值集合进行归一化处理；基于归一化处理后的时域残差值，确定残差比较公式；确定使所述残差比较公式达到最大值的目标值；基于所述目标值从所述残差值集合中确定目标残差值；若所述最大值大于或等于设定阈值，则将所述目标残差值对应的信道频点判定为被占用的信道频点，并从所述残差值集合中去除所述目标残差值以更新所述残差值集合，返回所述对所述残差值集合进行归一化处理的步骤继续处理，以继续查找被占用的信道频点；若所述最大值小于设定阈值，则判定所述残差值集合对应的信道频点未被占用，退出频谱感知过程。
[0008]根据本专利技术提供的一种频谱感知方法，所述基于各信道频点的能量值，构建图信号矩阵的步骤，包括：基于每个感知时隙在各个信道频点上测量得到的能量值构成所述感知时隙的列向量；将多个所述感知时隙的列向量组合，以得到所述图信号矩阵。
[0009]根据本专利技术提供的一种频谱感知方法，所述列向量的能量值按照各信道频点的载波频率升序或者降序排列。
[0010]根据本专利技术提供的一种频谱感知方法，所述基于所述各信道频点构建图信号模型的步骤，包括：确定所述图信号模型的边矩阵，以构建所述边矩阵对应的权重矩阵；基于所述各信道频点的集合、所述边矩阵和所述权重矩阵，构建所述图信号模型。
[0011]根据本专利技术提供的一种频谱感知方法，所述确定与所述图信号模型对应的图高通滤波器的步骤，包括：确定与所述权重矩阵对应的度矩阵；基于所述度矩阵和所述权重矩阵确定所述图信号模型的网络拓扑结构；基于所述网络拓扑结构确定所述图高通滤波器。
[0012]本专利技术还提供一种频谱感知装置，包括：图信号矩阵构建模块，用于基于各信道频点的能量值，构建图信号矩阵；信号滤波模块，用于基于所述各信道频点构建图信号模型，并确定与所述图信号
模型对应的图高通滤波器，以将所述图信号矩阵输入所述图高通滤波器，获取所述图高通滤波器输出的滤波信号；时域残差确定模块，用于基于所述滤波信号，确定所述各信道频点的时域残差；信道频点占用判断模块，用于基于所述时域残差，判断当前感知时隙中是否存在有信用频点被占用；信道频点查找模块，用于当存在有信用频点被占用的情况下，基于所述时域残差，查找当前感知时隙中被占用的所述各信道频点。
[0013]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的频谱感知方法。
[0014]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的频谱感知方法。
[0015]本专利技术提供的频谱感知方法、装置、电子设备和存储介质，通过基于各信道频点的能量值，构建图信号矩阵；基于各信道频点构建图信号模型，并确定与图信号模型对应的图高通滤波器，以将图信号矩阵输入图高通滤波器，获取图高通滤波器输出的滤波信号；基于滤波信号，确定各信道频点的时域残差；基于时域残差，判断当前感知时隙中是否存在有信用频点被占用；当存在有信用频点被占用的情况下，基于时域残差，查找当前感知时隙中被占用的各信道频点。本专利技术利用较少的采样样本数确定信道频点的时域残差，基于时域残差查找当前时隙中被占用的各信道频点，实现了较高性能的频谱感知检测，提高了频谱感知的准确性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术提供的一种频谱感知方法的流程示意图之一；图2为本专利技术提供的一种频谱感知方法的流程示意图之二；图3为利用本专利技术提供的方法与能量检测法，其检测概率随着信噪比变化曲线的对比图；图4是本专利技术提供的一种频谱感本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种频谱感知方法，其特征在于，包括：基于各信道频点的能量值，构建图信号矩阵；基于所述各信道频点构建图信号模型，并确定与所述图信号模型对应的图高通滤波器，以将所述图信号矩阵输入所述图高通滤波器，获取所述图高通滤波器输出的滤波信号；基于所述滤波信号，确定所述各信道频点的时域残差；基于所述时域残差，判断当前感知时隙中是否存在有信用频点被占用；当存在有信用频点被占用的情况下，基于所述时域残差，查找当前感知时隙中被占用的所述各信道频点。2.根据权利要求1所述的频谱感知方法，其特征在于，所述时域残差包括：各历史感知时隙的平均时域残差，当前感知时隙与所述各历史感知时隙的平均值之间的最大时域残差；对应地，所述基于所述时域残差，判断当前感知时隙中是否存在有信用频点被占用的步骤，包括：若所述最大时域残差大于所述平均时域残差，则判定当前感知时隙中存在有信道频点被占用；若所述最大时域残差小于或等于所述平均时域残差，则判定当前感知时隙中所有信道频点未被占用，结束频谱感知过程。3.根据权利要求1所述的频谱感知方法，其特征在于，所述时域残差还包括：各信道频点的残差值；对应地，所述当存在有信用频点被占用的情况下，基于所述时域残差，查找当前感知时隙中被占用的所述各信道频点的步骤，包括：对各信道频点的所述残差值进行排序生成残差值集合，对所述残差值集合进行归一化处理；基于归一化处理后的残差值，确定残差比较公式；确定使所述残差比较公式达到最大值的目标值；基于所述目标值从所述残差值集合中确定目标残差值；若所述最大值大于或等于设定阈值，则将所述目标残差值对应的信道频点判定为被占用的信道频点，并从所述残差值集合中去除所述目标残差值以更新所述残差值集合，返回所述对所述残差值集合进行归一化处理的步骤继续处理，以继续查找被占用的信道频点；若所述最大值小于设定阈值，则判定所述残差值集合对应的信道频点未被占用，退出频谱感知过程。4.根据权利要求1所述的频谱感知方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔清，马永生，王新亮，孙晓毅，熊俊，夏娟，
申请(专利权)人：北京星河亮点技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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