[0021] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0022] 本发明提出的一种针对时间同步且不存在频偏情况下的OFDM信号频谱感知方法，其流程框图如图1所示，其处理过程为：首先，对来自监测信道的接收信号进行采样，得到采样信号；然后，根据采样信号中的所有采样点的采样值，并在时间同步且不存在频偏情况下，利用接收信号中的OFDM信号的循环前缀的自相关性，估计得到噪声功率；再根据采样信号中的采样点的采样值，计算采样信号的协方差矩阵；接着，根据噪声功率和采样信号的协方差矩阵，计算检验统计量；最后，通过比较检验统计量与获取的判决门限的大小，判定在监测信道内有无授权用户信号(即OFDM信号)，以实现频谱感知。
[0023] 本发明的针对时间同步且不存在频偏情况下的OFDM信号频谱感知方法具体包括以下步骤：
[0024] 步骤一：利用认知无线电系统中的采样模块对来自监测信道的接收信号进行M次采样，得到由M个采样点的采样值构成的采样信号，其中，M＝K×N，K表示接收信号中的OFDM信号中包含的OFDM符号的总个数，K≥1，N表示接收信号中的OFDM信号中的任意一个OFDM符号内的子载波的总个数，N＝Nc+Nd，Nc表示接收信号中的OFDM信号的循环前缀的长度，Nd表示接收信号中的OFDM信号中的任意一个OFDM符号内的有效数据的子载波的总个数，Nd≥Nc>1，且设Nc和Nd都为偶数。
[0025] 步骤二：根据采样信号中的所有采样点的采样值，并在时间同步且不存在频偏情况下，利用接收信号中的OFDM信号的循环前缀的自相关性，估计得到噪声功率，记为其中，ρη表示接收信号的相关系数的估计值， 表示接收信号的功率的估计值。
[0026] 在此具体实施例中，步骤二中， 其中，0≤k≤K-1，1≤n≤Nc，x(n+k×N)表示采样信号中的第n+k×N个采样点的采样值，x*(n+Nd+k×N)为x(n+Nd+k×N)的共轭，x(n+Nd+k×N)表示采样信号中的第n+Nd+k×N个采样点的采样值。
[0027] 在此具体实施例中，步骤二中， 其中，1≤m≤M，x(m)表示采样信号中的第m个采样点的采样值，符号“||”为取绝对值符号。
[0028] 步骤三：根据采样信号中的采样点的采样值，计算采样信号的协方差矩阵，记为Rx，Rx为一个L×L维的矩阵 ，将Rx中第i行第j列的元素记为Rx(i ,j)，其中，L∈[2,M-1]，如取 1≤i≤L，1≤j≤L，x
(p)表示采样信号中的第p个采样点的采样值，x*(p-j+i)为x(p-j+i)的共扼，x(p-j+i)表示采样信号中的第p-j+i个采样点的采样值。
[0029] 步骤四：根据 和Rx，计算检验统计量，记为T，
[0030] 步骤五：利用现有技术获取判决门限，记为λ；然后比较检验统计量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无授权用户信号，监测信道处于空闲状态，从而实现频谱感知。
[0031] 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。
[0032] 假设来自监测信道的接收信号中的OFDM信号时间同步且不存在频偏，接收信号中的OFDM信号中的任意一个OFDM符号内的有效数据子载波的总个数Nd＝48，接收信号中的OFDM信号的循环前缀的长度Nc＝16，接收信号中的OFDM信号中的任意一个OFDM符号内的子载波的总个数N＝Nc+Nd＝16+48＝64，取K＝14，则采样信号由M＝K×N＝14×64＝896个采样点的采样值构成。设取L＝5。
[0033] 图2给出了当N＝64、且在接收信噪比为-10分贝时，分别利用本发明方法与Zeng等人提出的协方差法得到的ROC曲线。从图2中可以看出，利用本发明方法得到的ROC曲线远高于利用Zeng等人提出的协方差法得到的ROC曲线，充分表明了本发明方法的频谱感知性能优于Zeng等人提出的协方差法。
[0034] 假设来自监测信道的接收信号中的OFDM信号时间同步且不存在频偏，接收信号中的OFDM信号中的任意一个OFDM符号内的有效数据子载波的总个数Nd＝80，接收信号中的OFDM信号的循环前缀的长度Nc＝20，接收信号中的OFDM信号中的任意一个OFDM符号内的子载波的总个数N＝Nc+Nd＝20+80＝100，取K＝14，则采样信号由M＝K×N＝14×100＝1400个采样点的采样值构成。设取L＝5。
[0035] 图3给出了当N＝100、且接收信噪比仍为-10分贝的情况下，分别利用本发明方法与Zeng等人提出的协方差法得到的ROC曲线。从图3中可以看出，利用本发明方法得到的ROC曲线远高于利用Zeng等人提出的协方差法得到的ROC曲线，充分表明了本发明方法相比于Zeng等人提出的协方差法拥有更好的频谱感知性能。
[0036] 另外，图2和图3所示的ROC曲线称为感受性曲线，横坐标为虚警概率，纵坐标为检测概率；曲线下方的面积越大，则表示该曲线所对应的频谱感知方法的检测性能越好。
