專利名稱：：一種頻譜感知方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及無(wú)線通信中的認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種頻譜感知方法和裝置。
背景技術(shù)：
：無(wú)線頻譜資源是一種十分稀有的資源。在現(xiàn)有的無(wú)線頻譜管理模式中，頻譜被劃分成很多小塊，然后分配給不同的應(yīng)用。隨著無(wú)線應(yīng)用的快速發(fā)展，未被分配的頻譜段越來(lái)越少，這造成了無(wú)線頻譜資源的緊張。然而，另一方面，已經(jīng)分配出去的頻譜并沒(méi)有被充分利用，例如無(wú)線電視使用的54MHz-862MHz頻段在大部分時(shí)候都是閑置的。如果能將這些閑置的頻段利用起來(lái)，則可以大大提高頻譜的使用效率。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)是一種新興的可以有效利用閑置授權(quán)頻段的無(wú)線電通信系統(tǒng)，它通過(guò)感知周圍環(huán)境來(lái)找到空閑頻譜并利用它們來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。因?yàn)檎J(rèn)知無(wú)線電使用的是授權(quán)用戶的空閑頻譜，它首先要考慮的是不能干擾授權(quán)用戶的正常通信。一旦空閑頻譜被授權(quán)用戶重新利用起來(lái)，認(rèn)知無(wú)線電用戶必須迅速的滕出此信道。通過(guò)這種方式，認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)可以在不干擾授權(quán)用戶工作的前提下靈活的接入頻譜，從而提高頻譜的使用效率。頻譜感知器是認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中最重要的模塊，它擔(dān)負(fù)著識(shí)別空閑頻段的任務(wù)，它應(yīng)該在非常短的時(shí)間內(nèi)鑒別出頻段是空閑的還是被占用的。假設(shè)現(xiàn)在要檢測(cè)的頻段是從^Hz到f2Hz，這段頻段內(nèi)的基帶接收信號(hào)為y(t)(y(t)已經(jīng)通過(guò)帶通濾波并已轉(zhuǎn)化到基帶)。接收機(jī)需要對(duì)y(t)進(jìn)行抽樣并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后根據(jù)特定的算法來(lái)判斷y(t)信號(hào)是否包含授權(quán)用戶的信號(hào)，從而來(lái)確定這段頻譜是否被授權(quán)用戶所占用。—般情況下，認(rèn)知系統(tǒng)對(duì)于頻譜感知器都有一個(gè)最低的性能要求，即在抽樣樣本容量不超過(guò)NM的情況下，當(dāng)信噪比不低于SNRd時(shí)，虛警概率a和漏警概率|3不能分別大于Qd和Pd。現(xiàn)有的頻譜感知器需要等到獲取所有NM個(gè)抽樣信號(hào)后，才開(kāi)始判定這段頻譜是否有被授權(quán)用戶所占用，效率并不高，因此，需要一種更為有效的頻譜感知方法和裝置。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的是提出一種頻譜感知方法和裝置，以更有效地判定待測(cè)頻譜是否被授權(quán)用戶占用。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種頻譜感知方法，包括步驟1:對(duì)待測(cè)頻段內(nèi)的基帶信號(hào)進(jìn)行抽樣，將預(yù)定數(shù)量的抽樣值設(shè)為一個(gè)抽樣值組，并依次對(duì)抽樣值組進(jìn)行編號(hào)，且當(dāng)獲得編號(hào)為1的第一個(gè)抽樣值組即執(zhí)行步驟2，同時(shí)繼續(xù)抽樣；步驟2:計(jì)算所述抽樣值組的校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，并根據(jù)信噪比門限值、虛警概率門限值和漏警概率門限值計(jì)算出上門限和下門限；步驟3:根據(jù)所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量、上門限和下門限判定所述頻段的狀態(tài)當(dāng)無(wú)法判定所述頻段的狀態(tài)時(shí)，對(duì)下一個(gè)抽樣值組執(zhí)行步驟2，否則結(jié)束。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟3具體為若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于所述上門限，判定所述頻段已被授權(quán)用戶占用，并停止抽樣；若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于所述下門限，判定所述頻段是空閑頻段，并停止抽樣；若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于或等于所述下門限且小于或等于所述上門限若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積等于最大樣本容量，且所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于或等于一預(yù)定值時(shí)，判定所述頻段已被授權(quán)用戶占用，并停止抽樣；若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積等于最大樣本容量，且所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于一預(yù)定值時(shí)，判定所述頻段是空閑頻段，并停止抽樣；若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積小于最大樣本容量，無(wú)法判定所述頻段的狀態(tài)，對(duì)下一個(gè)抽樣值組執(zhí)行步驟2。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，當(dāng)步驟2中的所述抽樣值組為第一組抽樣值組時(shí)，所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量L、上門限^和下門限B工的計(jì)算具體為=<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中，y^為編號(hào)為1的第一個(gè)抽樣值組的抽樣值，N為一個(gè)抽樣組中抽樣值個(gè)數(shù)，一為噪聲方差，SNRd為信噪比門限值，cid為虛警概率門限值，Pd為漏警概率的預(yù)定數(shù)門限值。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，當(dāng)步驟2中的所述抽樣值組不為第一個(gè)抽樣值組時(shí)，所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Ti、上門限Ai和下門限Bi的計(jì)算具體為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>5,.=A—iVcr'<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中，y^為編號(hào)為i的第"乂個(gè)抽樣值組的抽樣值c作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述預(yù)定值具體為V^7cT力"()+AVJ2，其中，nm為系統(tǒng)允許的最大樣本容量，Q—、)為Q函數(shù)的反函數(shù)，02為噪聲方差，cid為虛警概率門限值。本發(fā)明還提出一種頻譜感知裝置，包括抽樣模塊，與所述抽樣模塊相連的計(jì)算模塊，與所述抽樣模塊和所述計(jì)算模塊相連的判定模塊；所述抽樣模塊用于對(duì)待測(cè)頻段內(nèi)的基帶信號(hào)進(jìn)行抽樣，將預(yù)定數(shù)量的抽樣值設(shè)為一個(gè)抽樣值組，并依次對(duì)抽樣值組進(jìn)行編號(hào)，且當(dāng)獲得編號(hào)為1的第一個(gè)抽樣值組即將所述抽樣值組送入所述計(jì)算模塊，同時(shí)繼續(xù)抽樣；所述計(jì)算模塊用于計(jì)算所述抽樣值組的校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，并根據(jù)信噪比門限值、虛警概率門限值和漏警概率門限值計(jì)算出上門限和下門限；所述判定模塊用于根據(jù)所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量、上門限和下門限判定所述頻段的狀態(tài)，當(dāng)無(wú)法判定所述頻段的狀態(tài)時(shí)，指示所述抽樣模塊將下一個(gè)抽樣值組送入所述計(jì)算模塊，否則結(jié)束。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述判定模塊具體為若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于所述上門限，判定所述頻段已被授權(quán)用戶占用，并指示所述抽樣模塊停止抽樣；若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于所述下門限，判定所述頻段是空閑頻段，并指示所述抽樣模塊停止抽樣；若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于或等于所述下門限且小于或等于所述上門限若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積等于所述最大樣本容量，且所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于或等于一預(yù)定值時(shí)，判定所述頻段已被授權(quán)用戶占用，并指示所述抽樣模塊停止抽樣；若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積等于所述最大樣本容量，且所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于一預(yù)定值時(shí)，判定所述頻段是空閑頻段，并指示所述抽樣模塊停止抽樣；若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積小于所述最大樣本容量，則指示所述抽樣模塊將下一個(gè)抽樣值組送入所述計(jì)算模塊。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，當(dāng)所述計(jì)算模塊中的所述抽樣值組為第一個(gè)抽樣值組時(shí)，所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量L、上門限^和下門限B工的計(jì)算具體為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中，yi,n為編號(hào)為1的第一個(gè)抽樣值組的抽樣值，N為一個(gè)抽樣組中抽樣值個(gè)數(shù)的預(yù)定數(shù)量，02為噪聲方差，SNRd為信噪比門限值，cid為虛警概率門限值，Pd為漏警概率門限值。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，當(dāng)所述計(jì)算模塊中的所述抽樣值組不為第一個(gè)抽樣值組時(shí)，所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Ti、上門限Ai和下門限Bi的計(jì)算具體為w+漢4.=4一WO"'=A—TVcr'1+顯乂1+5MIn、、廣In1d乂1、"乂其中，yi,n為編號(hào)為i的第i個(gè)抽樣值組的抽樣值。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述判定模塊中的預(yù)定值具體為Vj+7VMfJ2，其中，NM為系統(tǒng)允許的最大樣本容量，Q—^)為Q函數(shù)的反函數(shù)，02為噪聲方差，cid為虛警概率門限值。本發(fā)明的上述方法和裝置，是隨著信號(hào)的不斷到來(lái)不斷的做出判定，如果信號(hào)抽樣已經(jīng)足夠多，可以做出判定，則停止抽樣和接收信號(hào)，如果根據(jù)已有的信號(hào)還不能做出判定，則繼續(xù)接收信號(hào)并抽樣。因此，無(wú)需獲取所有的抽樣信號(hào)，提高了頻譜感知的效率。下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。對(duì)于所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員而言，從對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明中，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見(jiàn)。圖1為本發(fā)明提出的頻譜感知方法的優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；圖2為本發(fā)明提出的頻譜感知裝置的優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；圖3為本發(fā)明提出的頻譜感知方法的具體實(shí)施例的示意圖；圖4、5為所提方案的檢測(cè)概率和虛警概率隨信噪比的變化情況示意圖；圖6為所提方案的平均所需樣本容量隨信噪比的變化情況示意圖。具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明提出的頻譜感知方法的優(yōu)選實(shí)施例，包括步驟1:對(duì)待測(cè)頻段內(nèi)的基帶信號(hào)進(jìn)行抽樣，將預(yù)定數(shù)量(N個(gè))的抽樣值設(shè)為一個(gè)抽樣值組，并依次對(duì)抽樣值組進(jìn)行編號(hào)，且當(dāng)獲得編號(hào)為i=1的第一個(gè)抽樣值組即執(zhí)行步驟2，同時(shí)繼續(xù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行抽樣，并將預(yù)定數(shù)量的抽樣值設(shè)為一抽樣值組，并繼續(xù)編號(hào)；步驟2:計(jì)算所述抽樣值組的校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，并根據(jù)信噪比門限值、虛警概率門限值和漏警概率門限值計(jì)算出上門限和下門限；步驟3:根據(jù)所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量、上門限和下門限判定所述頻段的狀態(tài)，當(dāng)無(wú)法判定所述頻段的狀態(tài)時(shí)，對(duì)下一個(gè)抽樣值組執(zhí)行步驟2，否則，S卩能判定出所述頻段的狀態(tài)，結(jié)束抽樣，結(jié)束該流程。更具體地，上述所述步驟3可以具體為若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于所述上門限，判定所述頻段已被授權(quán)用戶占用，并停止所述抽樣；8若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于所述下門限，判定所述頻段是空閑頻段，并停止所述抽樣；若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于或等于所述下門限且小于或等于所述上門限若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積等于最大樣本容量，且所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于或等于一預(yù)定值時(shí)，判定所述頻段已被授權(quán)用戶占用，并停止所述抽樣；若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積等于最大樣本容量，且所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于一預(yù)定值時(shí)，判定所述頻段是空閑頻段，并停止所述抽樣；若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積小于最大樣本容量，無(wú)法判定所述頻段的狀態(tài)，對(duì)下一個(gè)抽樣值組執(zhí)行步驟2。在上述步驟2中，若計(jì)算的抽樣值組為第一個(gè)抽樣值組時(shí)，所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量T"上門限A和下門限B工的計(jì)算具體為TV<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>其中，yln為i=1第一個(gè)抽樣值組的抽樣值，N為一個(gè)抽樣組中抽樣值個(gè)數(shù)的預(yù)定數(shù)量，c2為噪聲方差，SNRd為信噪比門限值，cid為虛警概率門限值，Pd為漏警概率門限若計(jì)算的所述抽樣值組不為第一個(gè)抽樣值組時(shí)，所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)j下門限Bi的計(jì)算具體為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>個(gè)抽樣值組的抽樣值1+S碼上述實(shí)施例中的所述預(yù)定值具體為VJ+^V^2，其中，為系統(tǒng)允許的最大樣本容量，Q—、0為Q函數(shù)的反函數(shù)，02為噪聲方差，cid為虛警概率門限本發(fā)明提出的一種頻譜感知裝置，如圖2所示，包括抽樣模塊201，與所述抽樣模塊201相連的計(jì)算模塊202，與所述抽樣模塊201和所述計(jì)算模塊202相連的判定模塊203;抽樣模塊201用于對(duì)待測(cè)頻段內(nèi)的基帶信號(hào)進(jìn)行抽樣，將預(yù)定數(shù)量的抽樣值設(shè)為一個(gè)抽樣值組，并依次對(duì)抽樣值組進(jìn)行編號(hào)，且當(dāng)獲得編號(hào)為i=1的第一個(gè)抽樣值組即將所述抽樣值組送入所述計(jì)算模塊202，同時(shí)繼續(xù)抽樣；計(jì)算模塊202用于計(jì)算所述抽樣值組的校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，并根據(jù)信噪比門限值、虛警概率門限值和漏警概率門限值計(jì)算出上門限和下門限；判定模塊203用于根據(jù)所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量、上門限和下門限判定所述頻段的狀態(tài)，當(dāng)無(wú)法判定所述頻段的狀態(tài)時(shí)，指示樣模塊201將下一個(gè)抽樣值組送入計(jì)算模塊202，否則結(jié)束。判定模塊203的工作原理具體為若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于所述上門限，判定所述頻段已被授權(quán)用戶占用，并指示抽樣模塊201停止抽樣；若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于所述下門限，判定所述頻段是空閑頻段，并指示抽樣模塊201停止抽樣；若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于或等于所述下門限且小于或等于所述上門限若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積等于所述最大樣本容量，且所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于或等于一預(yù)定值時(shí)，判定所述頻段已被授權(quán)用戶占用，并指示抽樣模塊201停止抽樣；若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積等于所述最大樣本容量，且所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于一預(yù)定值時(shí)，判定所述頻段是空閑頻段，并指示抽樣模塊201停止抽樣；若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積小于所述最大樣本容量，則指示所述抽樣模塊201將下一個(gè)抽樣值組送入所述計(jì)算模塊202。當(dāng)計(jì)算模塊202中的抽樣值組為第-和下門限B工的計(jì)算具體為-水抽樣值組時(shí)，所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量1\、上門限&<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>其中，yi,n為第一個(gè)抽樣值組的抽樣值，N為一個(gè)抽樣組中抽樣值個(gè)數(shù)的預(yù)定數(shù)量，02為噪聲方差，SNRd為信噪比門限值，cid為虛警概率門限值，Pd為漏警概率門限值。當(dāng)計(jì)算模塊202中的抽樣值組不為第一個(gè)抽樣值組時(shí)，所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Tp上門限Ai和下門限Bi的計(jì)算具體為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>個(gè)抽樣值組的抽樣值1其中，y^為第判定模塊203中的預(yù)定值具體為:A/2iVMCT2g-i()+A^O"2，其中，NM為系統(tǒng)允許的最大樣本容量，Q—HO為Q函數(shù)的反函數(shù)，02為噪聲方差，ad為虛警概率門限值。如圖3所示，為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)y(t)進(jìn)行抽樣，當(dāng)獲得i=1的第一個(gè)抽樣值組的N點(diǎn)抽樣yu，yi,2，…，yi,N時(shí)，將其送入計(jì)算模塊。抽樣模塊繼續(xù)抽樣，直至判定模塊傳送停止抽樣的指令給抽樣模塊，后續(xù)的抽樣仍然以N個(gè)抽樣值為一組放入緩存。N的取值范圍為[1，NM]且NM應(yīng)為N的正整數(shù)倍，其中，NM為認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)所允許的最大樣本容量；計(jì)算模塊根據(jù)抽樣模塊送入的是否是第一個(gè)抽樣數(shù)據(jù)組而選擇對(duì)應(yīng)的不同公式計(jì)算出該抽樣數(shù)據(jù)組的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量1、上門限&和下門限Bi;判定模塊根據(jù)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量1\、上門限&和下門限Bi對(duì)此頻段進(jìn)行判定如果Ti>&，則判定此頻段已被授權(quán)用戶所占用，并令抽樣模塊停止抽樣，釋放緩存；如果1<Bi則判定此頻段是空閑頻段，并令抽樣模塊停止抽樣，釋放緩存；如果Bi《1\《Ai:NM，且7]2r=^/27\^々—+AVJ2(Q—1()是Q函數(shù)的反函如果iN數(shù))，則判定此頻段已為授權(quán)用戶所占用，并令抽樣模塊停止抽樣，釋放緩存;如果iN=nm，且7;<r=72#-22_1("")+#a^2，則判定此頻段為空閑頻段，并令抽樣模塊停止抽樣，釋放緩存；如果iN<Nm，則令i=i+l，抽樣模塊輸入下一個(gè)抽樣數(shù)據(jù)組給計(jì)算模塊，重新計(jì)算下一個(gè)抽樣數(shù)據(jù)組的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量、上門限、下門限，并依據(jù)此進(jìn)行判定。若根據(jù)該抽樣數(shù)據(jù)組仍不能判定該頻段是否已被授權(quán)用戶使用，則再計(jì)算再下一個(gè)抽樣數(shù)據(jù)組，直至得到判定結(jié)果。另外，使用本發(fā)明的方法和裝置時(shí)，一個(gè)抽樣數(shù)據(jù)組中抽樣值的預(yù)定數(shù)量(N個(gè))也可以有所變化，但應(yīng)當(dāng)小于等于認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)所允許的最大樣本容量NM，而且可被NM所整除，證明如下當(dāng)N=NM，等效為能量檢測(cè)器，這是認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)最常見(jiàn)的頻譜感知器之一；方案1:N二1;方案2:N=100。所考慮認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的性能要求是當(dāng)信噪比不低于-10dB時(shí)，檢測(cè)概率不應(yīng)當(dāng)?shù)陀?.9(即漏警概率不應(yīng)當(dāng)大于0.1)，虛警概率不應(yīng)當(dāng)大于0.1，也即ad=0.1，13d=0.1，SNRd=-lOdB。同時(shí)，假設(shè)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)所允許的最大樣本容量NM為5000。從圖4和圖5中可以看出，無(wú)論是能量檢測(cè)器還是方案1、方案2都滿足了所考慮11認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的性能要求。能量檢測(cè)器的平均所需樣本容量總是等于最大樣本容量NM，因此我們并沒(méi)有將能量檢測(cè)器的平均所需樣本容量示在圖6中。在圖6中，"占用"表示的意思是所感知的頻段在被檢測(cè)時(shí)實(shí)際上正在被授權(quán)用戶所使用；而"空閑"表示的意思是所感知的頻段在被檢測(cè)時(shí)實(shí)際上正處于無(wú)用戶占用的情況。從圖6中可看出，無(wú)論被感知頻段是否正在被授權(quán)用戶所使用，方案1和方案2的平均所需樣本容量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于能量檢測(cè)器。如果被感知頻段在被感知時(shí)正處于空閑狀況，方案1和方案2的平均所需樣本容量并不隨信噪比的變化而變化。如果被感知頻段在被感知時(shí)正在被授權(quán)用戶所使用，當(dāng)信噪比超過(guò)一定值后，方案l和方案2的平均所需樣本容量隨信噪比的增加而逐漸減少。這意味著當(dāng)信噪比越大時(shí)，方案1和方案2越能盡快的檢測(cè)出授權(quán)用戶信號(hào)并將占用頻段騰出，因而能更好的保護(hù)授權(quán)用戶。從以上仿真中，可以看出本發(fā)明專利所提的頻譜感知器通過(guò)有效的控制參數(shù)N的取值，能滿足認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)在不同情況下的性能要求，同時(shí)也減少了頻譜感知器的檢測(cè)時(shí)間，進(jìn)而有效保護(hù)了授權(quán)系統(tǒng)。雖然，本發(fā)明已通過(guò)以上實(shí)施例及其附圖而清楚說(shuō)明，然而在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的變化和修正，但這些相應(yīng)的變化和修正都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。權(quán)利要求一種頻譜感知方法，其特征在于，包括步驟1對(duì)待測(cè)頻段內(nèi)的基帶信號(hào)進(jìn)行抽樣，將預(yù)定數(shù)量的抽樣值設(shè)為一個(gè)抽樣值組，并依次對(duì)抽樣值組進(jìn)行編號(hào)，且當(dāng)獲得編號(hào)為1的第一個(gè)抽樣值組即執(zhí)行步驟2，同時(shí)繼續(xù)抽樣；步驟2計(jì)算所述抽樣值組的校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，并根據(jù)信噪比門限值、虛警概率門限值和漏警概率門限值計(jì)算出上門限和下門限；步驟3根據(jù)所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量、上門限和下門限判定所述頻段的狀態(tài)，當(dāng)無(wú)法判定所述頻段的狀態(tài)時(shí)，對(duì)下一個(gè)抽樣值組執(zhí)行步驟2，否則結(jié)束。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻譜感知方法，其特征在于，所述步驟3具體為若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于所述上門限，判定所述頻段已被授權(quán)用戶占用，并停止抽樣；若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于所述下門限，判定所述頻段是空閑頻段，并停止抽樣；若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于或等于所述下門限且小于或等于所述上門限若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積等于最大樣本容量，且所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于或等于一預(yù)定值時(shí)，判定所述頻段已被授權(quán)用戶占用，并停止抽樣；若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積等于最大樣本容量，且所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于一預(yù)定值時(shí)，判定所述頻段是空閑頻段，并停止抽樣；若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積小于最大樣本容量，無(wú)法判定所述頻段的狀態(tài)，對(duì)下一個(gè)抽樣值組執(zhí)行步驟2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻譜感知方法，其特征在于，當(dāng)步驟2中的所述抽樣值組為編號(hào)為1的第一個(gè)抽樣值組時(shí)，所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量l、上門限A和下門限B工的計(jì)算具體為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中，y^為編號(hào)為1的第一個(gè)抽樣值組的抽樣值，N為一個(gè)抽樣組中抽樣值個(gè)數(shù)的預(yù)量，02為噪聲方差，SNRd為信噪比門限值，cid為虛警概率門限值，Pd為漏警概率門限4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頻譜感知方法，其特征在于，當(dāng)步驟2中的所述抽樣值組不為第一個(gè)抽樣值組時(shí)，所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Ti、上門限Ai和下門限Bi的計(jì)算具體為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中，yi,n為編號(hào)為i的第i個(gè)抽樣值組的抽樣值。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻譜感知方法，其特征在于，所述預(yù)定值具體為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>，其中，NM為系統(tǒng)允許的最大樣本容量，Q—1()為Q函數(shù)的反函數(shù)，02為噪聲方差，CId為虛警概率門限值。6.—種頻譜感知裝置，其特征在于，包括抽樣模塊，與所述抽樣模塊相連的計(jì)算模塊，與所述抽樣模塊和所述計(jì)算模塊相連的判定模塊；所述抽樣模塊用于對(duì)待測(cè)頻段內(nèi)的基帶信號(hào)進(jìn)行抽樣，將預(yù)定數(shù)量的抽樣值設(shè)為一個(gè)抽樣值組，并依次對(duì)抽樣值組進(jìn)行編號(hào)，且當(dāng)獲得編號(hào)為1的第一個(gè)抽樣值組即將所述抽樣值組送入所述計(jì)算模塊，同時(shí)繼續(xù)抽樣；所述計(jì)算模塊用于計(jì)算所述抽樣值組的校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，并根據(jù)信噪比門限值、虛警概率門限值和漏警概率門限值計(jì)算出上門限和下門限；所述判定模塊用于根據(jù)所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量、上門限和下門限判定所述頻段的狀態(tài)，當(dāng)無(wú)法判定所述頻段的狀態(tài)時(shí)，指示所述抽樣模塊將下一個(gè)抽樣值組送入所述計(jì)算模塊，否則結(jié)束。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻譜感知裝置，其特征在于，所述判定模塊具體為若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于所述上門限，判定所述頻段已被授權(quán)用戶占用，并指示所述抽樣模塊停止抽樣；若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于所述下門限，判定所述頻段是空閑頻段，并指示所述抽樣模塊停止抽樣；若所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于或等于所述下門限且小于或等于所述上門限若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積等于所述最大樣本容量，且所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于或等于一預(yù)定值時(shí)，判定所述頻段已被授權(quán)用戶占用，并指示所述抽樣模塊停止抽樣；若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積等于所述最大樣本容量，且所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于一預(yù)定值時(shí)，判定所述頻段是空閑頻段，并指示所述抽樣模塊停止抽樣；若所述預(yù)定數(shù)量與所述抽樣值組編號(hào)的乘積小于所述最大樣本容量，則指示所述抽樣模塊將下一個(gè)抽樣值組送入所述計(jì)算模塊。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的頻譜感知裝置，其特征在于，當(dāng)所述計(jì)算模塊中的所述抽樣值組為編號(hào)為1的第一個(gè)抽樣值組時(shí)，所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Tp上門限A和下門限B工的計(jì)算具體為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中，y^為編號(hào)為1的第一個(gè)抽樣值組的抽樣值，N為一個(gè)抽樣組中抽樣值個(gè)數(shù)的預(yù)量，02為噪聲方差，SNRd為信噪比門限值，cid為虛警概率門限值，Pd為漏警概率門限9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的頻譜感知裝置，其特征在于，當(dāng)所述計(jì)算模塊中的所述抽樣值組不為第一個(gè)抽樣值組時(shí)，所述校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Ti、上門限Ai和下門限Bi的計(jì)算具體為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中，yi,n為編號(hào)為i的第i個(gè)抽樣值組的抽樣值。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的頻譜感知裝置，其特征在于，所述判定模塊中的預(yù)定值具體:^/2A^ct22—1)+iVMa2，其中，NM為系統(tǒng)允許的最大樣本容量，Q—乂O為Q函數(shù)的反函數(shù)，02為噪聲方差，CId為虛警概率門限值。全文摘要本發(fā)明涉及一種頻譜感知方法和裝置，方法包括步驟1對(duì)待測(cè)頻段內(nèi)的基帶信號(hào)進(jìn)行抽樣，將預(yù)定數(shù)量的抽樣值設(shè)為一個(gè)抽樣值組，并依次對(duì)抽樣值組進(jìn)行編號(hào)，且當(dāng)獲得編號(hào)為1的第一個(gè)抽樣值組即執(zhí)行步驟2，同時(shí)繼續(xù)抽樣；步驟2計(jì)算抽樣值組的校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，并根據(jù)信噪比門限值、虛警概率門限值和漏警概率門限值計(jì)算出上門限和下門限；步驟3根據(jù)校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量、上門限和下門限判定所述頻段的狀態(tài)，當(dāng)無(wú)法判定所述頻段的狀態(tài)時(shí)，對(duì)下一個(gè)抽樣值組執(zhí)行步驟2，否則結(jié)束。本發(fā)明是隨著信號(hào)的不斷到來(lái)不斷的做出判定，無(wú)需獲取所有的抽樣信號(hào)，提高了頻譜感知的效率。文檔編號(hào)H04B17/00GK101753233SQ20091024435公開(kāi)日2010年6月23日申請(qǐng)日期2009年12月29日優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日發(fā)明者萬(wàn)屹,劉思楊,朱禹濤申請(qǐng)人:工業(yè)和信息化部電信傳輸研究所