專利名稱：認知無線系統(tǒng)、認知無線設(shè)備以及無線信號檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對周圍的無線環(huán)境進行認知的無線設(shè)備及無線通信系統(tǒng)，具體地 說，涉及一種無線設(shè)備所使用的對周圍的無線環(huán)境進行認知的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在與周圍的無線環(huán)境相應(yīng)而適當(dāng)?shù)刈兏鼰o線通信所使用的參數(shù)的無線通信系統(tǒng) 即無線認知中，對周圍的無線環(huán)境進行認知(檢測無線信號)，與該無線環(huán)境對應(yīng)地進行參 數(shù)的最優(yōu)化。特別是，對于分配給其它無線通信系統(tǒng)(下面記載為主系統(tǒng))的頻帶中，使認 知無線系統(tǒng)作為次系統(tǒng)通過共享而利用頻帶，從而提高了頻帶的利用效率。在次系統(tǒng)與主系統(tǒng)共享頻帶而進行使用的時候，次系統(tǒng)不會對主系統(tǒng)進行的現(xiàn)有 服務(wù)造成影響。在次系統(tǒng)中，為了避免對主系統(tǒng)的干擾，需要利用主系統(tǒng)沒有使用的頻帶， 或者以小于或等于主系統(tǒng)中所允許的干擾量的方式進行通信。即，次系統(tǒng)在使用頻帶前，需 要正確地識別主系統(tǒng)對該頻帶的使用狀況。作為檢測在主系統(tǒng)所使用的頻帶(次系統(tǒng)想使用的頻帶)中是否存在主系統(tǒng)的信 號的具體方法，已知的頻譜感知，該頻譜感知是次系統(tǒng)無線設(shè)備檢測周圍的無線信號的方 法。如果對頻譜感知進行大致劃分，則具有根據(jù)以時間平均求出的接收信號功率的大小進 行判定的功率檢測的方法(能量檢測)；以及將主系統(tǒng)的發(fā)送信號中含有的特征量用于檢 測的方法(特征檢測)。作為利用上述頻譜感知進行主系統(tǒng)的檢測，使次系統(tǒng)利用主系統(tǒng)沒有使用的頻 帶的無線通信系統(tǒng)的一個例子，可以舉出IEEE 802.22。針對IEEE 802. 22，正在討論對 利用分配給美國電視廣播的頻帶的區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)(Wireless Regional Area Network WRAN)系統(tǒng)的標準化。在該IEEE 802. 22中，具有下述規(guī)定，S卩，在作為美國的電視廣播規(guī) 格的先進電視系統(tǒng)委員會(ATSC)信號的接收功率為-116dBm以上的情況下，誤檢測概率 Onisdetection rate)和誤警報概率(false alarm rate)分別為 0. 1 以下。在此，所謂誤檢測概率，是即使主系統(tǒng)的信號存在也判斷搜索出的頻帶為空閑狀 態(tài)的概率。所謂誤警報概率，是即使搜索出的頻帶為空閑狀態(tài)也判斷主系統(tǒng)的信號存在的 概率。主系統(tǒng)的信號的誤檢測關(guān)系到對主系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，誤警報導(dǎo)致頻率利用效率降低。圖1是例示使用頻譜感知的次系統(tǒng)無線設(shè)備和主系統(tǒng)之間的關(guān)系的圖。在圖1中，示出了進行發(fā)送的主系統(tǒng)無線設(shè)備100、進行接收的主系統(tǒng)無線設(shè)備 110、以及利用頻譜感知識別頻帶的使用狀況的次系統(tǒng)無線設(shè)備200。此外，基準接收功率區(qū) 域10示出有必要將與主系統(tǒng)的檢測有關(guān)的次系統(tǒng)無線設(shè)備200的誤檢測概率以及誤警報 概率抑制在規(guī)定值以內(nèi)的區(qū)域。即，如圖1所示，在次系統(tǒng)無線設(shè)備200位于基準接收功率 區(qū)域內(nèi)的情況下，要求次系統(tǒng)無線設(shè)備200可靠地檢測從主系統(tǒng)無線設(shè)備100發(fā)送來的信 號，將誤檢測概率和誤警報概率盡可能降低的同時抑制在規(guī)定值以內(nèi)。此外，即使在上述WRAN系統(tǒng)之外的認知無線通信系統(tǒng)中，也與WRAN系統(tǒng)相同地， 需要保護主系統(tǒng)不受到次系統(tǒng)的干擾，并且較高地保持使用頻帶的頻率利用效率。因此，次系統(tǒng)對于電平高于基準接收功率的信號，需要使次系統(tǒng)的誤檢測概率及誤警報概率為規(guī)定 值以下。為了使誤檢測概率及誤警報概率為規(guī)定值以下，提出了各種主系統(tǒng)的檢測方法。 其中，作為對主系統(tǒng)的發(fā)送信號所包含的特征量進行檢測所利用的檢測方法，具有利用從 主系統(tǒng)發(fā)送來的信號的周期平穩(wěn)性(cyclostationary)的方法；利用所述發(fā)送信號或幀格 式所具有的周期性的方法；以及在次系統(tǒng)無線設(shè)備中準備與接收信號內(nèi)的導(dǎo)頻信號序列相 同的序列，獲得與接收信號之間的關(guān)聯(lián)的方法等。例如，在專利文獻1中，公開了利用從主系統(tǒng)發(fā)送來的信號的周期平穩(wěn)性，使用卡 方檢驗的頻譜感知方法。在該方法中，生成作為反映周期平穩(wěn)性的特征量的周期自相關(guān)函 數(shù)值，并與預(yù)先設(shè)定的閾值進行比較，由此，判定主系統(tǒng)的信號是否存在。此外，所述閾值是 與次系統(tǒng)無線設(shè)備所設(shè)定的誤警報概率對應(yīng)而根據(jù)卡方分布確定的。由于其特征為，所述 閾值可以不依賴于噪聲功率或干擾功率而僅根據(jù)誤警報概率的設(shè)定值確定，因此，不需要 推定噪聲功率或干擾功率。再者，通過調(diào)整周期自相關(guān)函數(shù)值的生成所需要的平均化時間， 可以在基準接收功率以上的區(qū)域中，使誤檢測概率為設(shè)定值以下。其它的技術(shù)在專利文獻2、專利文獻3以及非專利文獻1等文獻中進行了記載。專 利文獻2的頻譜感知方法所利用的發(fā)送信號或幀格式中具有的周期性，也存在于使用了循 環(huán)前綴的OFDM信號中，因此，專利文獻2的方法還可以檢測OFDM信號。此外，利用專利文 獻2所使用的循環(huán)前綴的周期性相同的性質(zhì)，如專利文獻3記載所示，可以應(yīng)用于對OFDM 信號的參數(shù)即有效符號長度及保護間隔長的盲推定。專利文獻1 日本特開2006-222665號公報專利文獻2:美國專利US 20070092045專利文獻3 日本特開2007-082185號公報非專禾丨J文獻 1 :D. Cabric, S. Μ. Mishra, R. W. Brodersen, "Implementation issues in spectrum sensing for cognitive radios,，，出處the Thirty-Eighth Asilomar Conference on Signals, Systems andComputers (2004 ^ 11 月)

發(fā)明內(nèi)容
但是，對于將上述主系統(tǒng)的發(fā)送信號所含有特征量用于檢測的檢測方法，需要進 一步地改善。具體地說，專利文獻1的卡方檢驗是限定于利用周期平穩(wěn)性進行的頻譜感知方法 的方法。因此，無法利用從主系統(tǒng)發(fā)送來的控制信號的相關(guān)特性、主系統(tǒng)發(fā)送信號或幀格式 的周期性等對檢測主系統(tǒng)有用的特征量。本發(fā)明的目的在于提供一種認知無線系統(tǒng)、認識無線設(shè)備和頻譜感知方法，其利 用對檢測主系統(tǒng)有用的主系統(tǒng)發(fā)送信號的特征量、以及不反映主系統(tǒng)的特征性質(zhì)的非特征 量，高精度地檢測主系統(tǒng)。本發(fā)明的其他目的在于提供一種認知無線系統(tǒng)、認識無線設(shè)備和頻譜感知方法， 其利用對檢測主系統(tǒng)有用的主系統(tǒng)發(fā)送信號的特征量、以及不反映主系統(tǒng)的特征性質(zhì)的非 特征量，實現(xiàn)所設(shè)定的誤警報概率。本發(fā)明的其他目的在于提供一種認知無線系統(tǒng)、認識無線設(shè)備和頻譜感知方法，其利用對檢測主系統(tǒng)有用的主系統(tǒng)發(fā)送信號的特征量、以及不反映主系統(tǒng)的特征性質(zhì)的非 特征量，降低誤檢測概率。本發(fā)明所涉及的認知無線系統(tǒng)的特征在于，具有存儲部，其對生成要搜索的無線 系統(tǒng)特有的特征量所使用的系統(tǒng)參數(shù)和與所述系統(tǒng)參數(shù)類似的偽參數(shù)進行存儲；特征量生 成部，其使用所述系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)接收到的頻帶的信號生成一個或多個特征量；非特征量生 成部，其使用所述偽參數(shù)，根據(jù)接收到的頻帶的信號生成一個或多個非特征量；以及判定 部，其使用所述特征量和所述非特征量，對所述無線系統(tǒng)的信號是否存在進行判定。本發(fā)明所涉及的認知無線設(shè)備的特征在于，具有存儲部，其對生成要搜索的無線 系統(tǒng)特有的特征量所使用的系統(tǒng)參數(shù)和與所述系統(tǒng)參數(shù)類似的偽參數(shù)進行存儲；特征量生 成部，其使用所述系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)接收到的頻帶的信號生成一個或多個特征量；非特征量生 成部，其使用所述偽參數(shù)，根據(jù)接收到的頻帶的信號生成一個或多個非特征量；以及判定 部，其使用所述特征量和所述非特征量，對所述無線系統(tǒng)的信號是否存在進行判定。本發(fā)明所涉及的無線信號檢測方法的特征在于，對要搜索的頻帶的無線信號進行 接收處理，使用接收到的頻帶的信號和要搜索的無線系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，進行生成一個或多 個特征量的處理，使用接收到的頻帶的信號和與所述系統(tǒng)參數(shù)類似的偽參數(shù)，進行生成一 個或多個非特征量的處理，使用所述特征量和所述非特征量，進行所述無線系統(tǒng)的信號是 否存在的判定處理。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種認知無線系統(tǒng)、認識無線設(shè)備和頻譜感知方法，其利用 對檢測主系統(tǒng)有用的主系統(tǒng)發(fā)送信號的特征量、以及不反映主系統(tǒng)的特征性質(zhì)的非特征 量，高精度地檢測主系統(tǒng)。


圖1是例示使用頻譜感知的次系統(tǒng)無線設(shè)備和主系統(tǒng)之間的關(guān)系的圖。圖2是第一實施方式中的次系統(tǒng)無線設(shè)備的功能框圖。圖3是表示第一實施方式中的次系統(tǒng)無線設(shè)備的檢測動作的流程圖。圖4是第二實施方式中的次系統(tǒng)無線設(shè)備的功能框圖。圖5是更詳細地表示導(dǎo)頻信號序列存儲部、自相關(guān)器和互相關(guān)器的功能框圖。圖6是第三實施方式中的次系統(tǒng)無線設(shè)備的功能框圖。圖7是更詳細地表示周期時間存儲部和特征量生成用相關(guān)器的功能框圖。圖8是表示所取得的OFDM信號和進行了延遲的OFDM信號的圖。圖9是表示連續(xù)且周期性地插入了導(dǎo)頻信號序列的信號的圖。圖10是例示在信號y(t)中使用了 OFDM信號的周期自相關(guān)函數(shù)的圖。圖11是第4實施方式中的次系統(tǒng)無線設(shè)備的功能框圖。圖12是例示第4實施方式中的周期自相關(guān)函數(shù)的圖。圖13是第5實施方式中的次系統(tǒng)無線設(shè)備的功能框圖。圖14是例示第5實施方式中的周期自相關(guān)函數(shù)的圖。圖15是第6實施方式中的次系統(tǒng)無線設(shè)備的功能框圖。圖16是例示在存儲部中關(guān)聯(lián)存儲的可搜索的頻帶、和每個無線系統(tǒng)可提取的在頻帶中所使用的特征量的信息相關(guān)聯(lián)的信息的說明圖。標號的說明10基準接收功率區(qū)域100、110主系統(tǒng)無線設(shè)備200次系統(tǒng)無線設(shè)備300、400、500、600、700、800本發(fā)明中的次系統(tǒng)無線設(shè)備301、401、501、601、701、801 天線302、402、502、602、702、802RF 模擬部(頻率變換部)306、406、506、606、706、806 判定部
303系統(tǒng)參數(shù)存儲部(存儲部)304 特征量生成部(Feature Value Generator)305 非特征量生成部(Non-Feature Value Generator)403導(dǎo)頻信號序列存儲部(存儲部)404自相關(guān)器405互相關(guān)器410導(dǎo)頻信號序列411、412偽隨機信號序列421、422、423 相關(guān)器431、432、433最大值選擇部503周期時間存儲部(存儲部)504 特征量生成用相關(guān)器(Feature Value Correlator)505 非特征量生成用相關(guān)器(Non-Feature Value Correlator)511延遲部512相關(guān)器521周期時間522、523非周期時間603周期自相關(guān)函數(shù)用參數(shù)存儲部(存儲部，Memory for theParameter of CAF)δ04周期自相關(guān)函數(shù)波峰值生成部(Generator of Peak Values ofCAF)605周期自相關(guān)函數(shù)非波峰值生成部(Generator of Non-PeakValues of CAF)611、612、613周期自相關(guān)函數(shù)成為波峰的循環(huán)頻率621、622、623周期自相關(guān)函數(shù)不為波峰的循環(huán)頻率631波峰集合632非波峰集合703周期自相關(guān)函數(shù)合成用參數(shù)存儲部(存儲部，Memory for theParameter of CAF Combining)704周期自相關(guān)函數(shù)波峰合成值生成部(Generator of CombinedPeak Values of CAF)705周期自相關(guān)函數(shù)非波峰合成值生成部(Generator ofCombined Non-Peak Valuesof CAF)
711、712、713周期自相關(guān)函數(shù)成為波峰的循環(huán)頻率721、722、723、731、732、733周期自相關(guān)函數(shù)不為波峰的循環(huán)頻率741波峰集合742、743非波峰集合803周期時間存儲部(存儲部)804統(tǒng)計量生成用相關(guān)器805偽統(tǒng)計量生成用相關(guān)器813周期自相關(guān)函數(shù)合成用參數(shù)存儲部(存儲部)814周期自相關(guān)函數(shù)合成值生成部815偽周期自相關(guān)函數(shù)合成值生成部1010、1020、1030、1110、1120、11300FDM 符號2010、2020、2030、2040、2130、2220、2310、2320 導(dǎo)頻信號序列
具體實施例方式參照圖2和圖3，詳細說明本發(fā)明的第一實施方式。圖2是本實施方式中的次系統(tǒng)無線設(shè)備300的功能框圖。此外，為了使說明清楚， 對于與本發(fā)明關(guān)系較少的細微部分省略記述。次系統(tǒng)無線設(shè)備300具有天線301，其接收主系統(tǒng)的發(fā)送信號(無線電波)； RF(射頻)模擬部302，其從天線301所接收到的信號中取出期望頻帶中的信號；系統(tǒng)參數(shù) 存儲部303，其對生成主系統(tǒng)特有的特征量所使用的主系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)和與所述系統(tǒng)參數(shù) 類似的偽參數(shù)進行存儲；特征量生成部304，其根據(jù)接收信號和所述系統(tǒng)參數(shù)生成所述特 征量；非特征量生成部305，其根據(jù)接收信號和所述偽參數(shù)，生成不反映主系統(tǒng)的特征性質(zhì) 的非特征量；以及判定部306，其判定是否存在主系統(tǒng)的信號。系統(tǒng)參數(shù)存儲部303由作為通常存儲裝置的ROM(只讀存儲器)、RAM(隨機存取存 儲器)、HDD (硬盤驅(qū)動器)的其中一種或者它們的組合而構(gòu)成，對與要搜索的主系統(tǒng)特有的 特征量相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)、和用于生成非特征量的與系統(tǒng)參數(shù)類似的參數(shù)、即偽參數(shù)進行存 儲。在此，說明特征量和非特征量之間的關(guān)系。所謂特征量，是將作為搜索對象的主系統(tǒng)所使用的通信方式或幀格式的特征性質(zhì) 進行數(shù)值化而得到的值。特征量是利用特征量生成部304使用接收到的頻帶的信號和系統(tǒng) 參數(shù)而生成的。特征量具有下述性質(zhì)通過反映在主系統(tǒng)的通信方式或幀格式中所使用的 系統(tǒng)參數(shù)，從而在要搜索的頻帶中存在作為搜索對象的主系統(tǒng)的無線信號的情況(檢測出 具有特征的無線信號的情況)下，該特征量變大。所謂非特征量，是以下述方式進行生成處理的值，S卩，在所搜索的頻帶中不存在作 為搜索對象的主系統(tǒng)的無線信號的情況下，保持與上述特征量相同的概率分布，在存在主 系統(tǒng)的無線信號的情況下，較小地保持該值。對于非特征量，是使用接收到的頻帶的無線信號和存儲在系統(tǒng)參數(shù)存儲部303中 的偽參數(shù)，利用非特征量生成部305而生成的。在非特征量的生成中，替代在特征量生成處 理中所使用的系統(tǒng)參數(shù)，而使用與系統(tǒng)參數(shù)類似但不同的偽參數(shù)。
在此，在非特征量生成處理的過程中，通過如上所述使用偽參數(shù)，從而具有下述性 質(zhì)，即，即使在存在主系統(tǒng)的無線信號的情況下，也較小地保持非特征量的值。在不存在主系統(tǒng)的無線信號，接收到的信號由噪聲成分和/或干擾成分構(gòu)成時， 通過相同地生成特征量和非特征量的處理，從而具有下述性質(zhì)，即，使得特征量和非特征量 成為相同的概率分布。此外，如果特征量和非特征量成為相同的概率分布，則特征量和非特 征量形成相同程度的大小。S卩，在特征量較大的情況下，主系統(tǒng)發(fā)送無線信號的概率較高。另外，如果特征量 和非特征量的大小為相同程度，則主系統(tǒng)沒有發(fā)送無線信號的概率較高。因此，通過比較所述特征量和所述非特征量的大小，在所述特征量較大的情況下， 判定為主系統(tǒng)存在，由此，可以檢測主系統(tǒng)。此外，通過預(yù)先設(shè)定生成所述特征量和所述非特征量的數(shù)量，可以進行將誤警報 概率設(shè)定為期望值的主系統(tǒng)的檢測。具體地說，在只能生成一個所述特征量的情況下，將所述非特征量的生成數(shù)設(shè)定 為N-I (N為2以上的整數(shù))，在所述特征量和N-I個所述非特征量中，最大值為所述特征量 的情況下，通過進行判定主系統(tǒng)存在的處理，可以進行將誤警報概率設(shè)定為1/N的主系統(tǒng) 檢測。例如，在將誤警報概率設(shè)定為0. 1的情況下，通過在次系統(tǒng)無線設(shè)備的設(shè)定中使N =10，從而生成1個特征量和9個非特征量，在其中最大值為特征量的情況下，進行主系統(tǒng) 存在的判定處理。另一方面，在最大值為非特征量的其中一個的情況下，進行主系統(tǒng)不存在 的判定處理。相同地，在將誤警報概率設(shè)定為0.01的情況下，只要在次系統(tǒng)無線設(shè)備的設(shè) 定中使N = 100，生成1個特征量和99個非特征量而進行判定處理即可。此外，在可生成多個特征量的情況下，通過進行如下所述的主系統(tǒng)的檢測，可以使 誤警報概率成為期望值，與只使用一個特征量的主系統(tǒng)檢測相比，降低誤檢測概率。換言 之，為了降低主系統(tǒng)檢測時的誤檢測概率，增加用于判定的特征量的數(shù)量是有效的。即，通 過與所期望的誤檢測概率的值相應(yīng)地，對利用判定部306進行的判定所使用的特征量種類 和特征量數(shù)量的組合進行調(diào)節(jié)而進行判定處理，由此，可以在維持誤警報概率的期望值的 狀態(tài)下，降低誤檢測概率。在可生成多個特征量的情況下，將所述特征量的生成數(shù)設(shè)定為n，所述非特征量的 生成數(shù)設(shè)定為N-n(N為(n+1)以上的整數(shù))，在生成的所述特征量和所述非特征量中以降序 選擇m個值，在m個全部為所述特征量的情況下，進行主系統(tǒng)存在的判定處理，在m個中含 有所述非特征量的情況下，進行主系統(tǒng)不存在的判定處理。此時，與使用一個特征量設(shè)定誤 警報概率的主系統(tǒng)檢測相比，可以將誤警報概率設(shè)定為nCm/NCm，可以進行降低了誤檢測概 率的主系統(tǒng)檢測。例如，在可生成3個特征量的情況下，在利用將誤警報概率設(shè)定為0. 1的次系統(tǒng) 無線設(shè)備進行主系統(tǒng)檢測時，將所述特征量的生成數(shù)設(shè)為3( = η)，將所述非特征量的生成 數(shù)設(shè)為2( = N-n 即N = 5)，在生成的所述特征量和所述非特征量之中，以降序選擇3 (= m)個值。此時，根據(jù)上述的判定處理，誤警報概率為3C3/5C3 = 0. 1，成為期望值，并且，與使 用一個特征量設(shè)定誤警報概率的主系統(tǒng)檢測相比，可以進行降低了誤檢測概率的主系統(tǒng)檢 測。
S卩，通過預(yù)先設(shè)定特征量和非特征量的生成數(shù)，可以在判定部306中，進行滿足所 期望的誤警報概率的主系統(tǒng)檢測。下面，示出次系統(tǒng)無線設(shè)備300的檢測動作。圖3是表示本實施方式中的次系統(tǒng)無線設(shè)備300的檢測動作的流程圖。RF模擬部302經(jīng)由天線301輸入要搜索的頻帶的無線信號，對所期望的頻帶中的 信號進行接收處理，向特征量生成部304和非特征量生成部305輸出(步驟S301)。特征量生成部304從系統(tǒng)參數(shù)存儲部303取得系統(tǒng)參數(shù)，使用系統(tǒng)參數(shù)和從RF模 擬部302輸入的信號，生成一個或多個特征量。特征量生成部304將生成的特征量輸出到 判定部306 (步驟S302)。非特征量生成部305從系統(tǒng)參數(shù)存儲部303取得偽參數(shù)，使用偽參數(shù)和從RF模擬 部302輸入的信號，生成一個或多個非特征量。非特征量生成部305將生成的非特征量輸 出到判定部306(步驟S303)。判定部306將輸入來的所述特征量和所述非特征量之間的大小關(guān)系進行比較，在 所述特征量較大的情況下，進行判定為存在主系統(tǒng)的信號的處理。另外，判定部306在所述 非特征量較大的情況下，進行判定為不存在主系統(tǒng)的信號的處理(步驟S304)。通過這樣的動作，本實施方式的次系統(tǒng)無線設(shè)備300可以高精度地檢測主系統(tǒng)的信號。此外，通過與期望的誤警報概率相應(yīng)地設(shè)定由所述特征量生成部304生成的特征 量的生成數(shù)、和由所述非特征量生成部305生成的非特征量的生成數(shù)，可以進行滿足期望 的誤警報概率的主系統(tǒng)檢測。相同地，通過增加由所述特征量生成部304生成的特征量的 生成數(shù)而進行判定處理，可以進行降低了誤檢測概率的主系統(tǒng)檢測。下面，參照附圖，詳細說明本發(fā)明的第二實施方式。在本實施方式中，在檢測主系統(tǒng)時，利用主系統(tǒng)所使用的控制信號(控制頻道)作 為特征量。例如，利用以定時同步用、頻道推定用、頻率偏移推定用等目的而插入主系統(tǒng)的發(fā) 送信號中的導(dǎo)頻信號(Pilot signal)。下面，為了使說明清晰，針對只利用一種控制信號的 主系統(tǒng)檢測進行說明。此外，本實施方式的方法也可以用于能夠利用多種控制信號的情況。 再者，如果利用多種控制信號，則可以在設(shè)定誤警報概率的同時，降低誤檢測概率。圖4是本實施方式中的次系統(tǒng)無線設(shè)備400的功能框圖。另外，對于與本實施方 式關(guān)系較小的細微部分省略記述。次系統(tǒng)無線設(shè)備400具有天線401，其接收主系統(tǒng)的發(fā)送信號(無線電波)；RF模 擬部402，其取出天線401所接收到的信號的位于所期望頻帶中的信號，變換為基帶信號； 導(dǎo)頻信號序列存儲部403，其對主系統(tǒng)所使用的導(dǎo)頻信號序列、和與所述控制信號關(guān)聯(lián)較低 的多個偽隨機信號序列等信號序列進行存儲；自相關(guān)器404，其將所述基帶信號和所述導(dǎo) 頻信號序列相關(guān)聯(lián)，從而生成作為特征量的值；互相關(guān)器405，其將所述基帶信號和所述偽 隨機信號序列相關(guān)聯(lián)，從而生成作為非特征量的值；以及判定部406，其判定是否存在主系 統(tǒng)的信號。圖5是更詳細地表示導(dǎo)頻信號序列存儲部403、自相關(guān)器404和互相關(guān)器405的框 圖。
在導(dǎo)頻信號序列存儲部403中，儲存有導(dǎo)頻信號序列410和偽隨機信號序列(在 圖5中，僅記述了 411和412)，其中該導(dǎo)頻信號序列410是要搜索的主系統(tǒng)所特有的序列， 該偽隨機信號序列與導(dǎo)頻信號序列410為相同長度(相同位長)，與導(dǎo)頻信號序列410相關(guān) 較低。偽隨機信號序列有N-I個，分別用于生成非特征量。自相關(guān)器404由相關(guān)器421和最大值選擇部431構(gòu)成。互相關(guān)器405由N_1個相 關(guān)器(僅記述了 422和42 和N-I個最大值選擇部(僅記述了 432和43 構(gòu)成。下面，示出圖4所示的次系統(tǒng)無線設(shè)備400的檢測動作。要搜索的頻帶的無線電波經(jīng)由天線401和RF模擬部402輸入，對期望的頻帶中的 基帶信號進行檢測處理，并輸出到自相關(guān)器404和互相關(guān)器405。在自相關(guān)器404中，由RF模擬部402供給的基帶信號輸入相關(guān)器421，使用從導(dǎo) 頻信號序列存儲部403取得的導(dǎo)頻信號序列410，利用相關(guān)器421計算一個或多個相關(guān)值。 接著，利用相關(guān)器421計算出的相關(guān)值輸入到最大值選擇部431，從多個相關(guān)值中選擇最大 值的相關(guān)值作為特征量。然后，所選擇的特征量輸入到判定部406。此時，在相關(guān)器421中，在預(yù)先確定的搜索時間窗內(nèi)，一邊將開始相關(guān)計算的定時 移動一邊計算所述基帶信號和所述導(dǎo)頻信號序列410的相關(guān)值。即，分別計算多個與開始 時刻對應(yīng)的相關(guān)值。上述搜索時間窗依賴于要搜索的主系統(tǒng)的發(fā)送信號的幀格式而確定。例如，在存 在主系統(tǒng)的發(fā)送信號而向該發(fā)送信號中周期地插入導(dǎo)頻信號序列的情況下，將插入導(dǎo)頻信 號序列的周期作為搜索時間窗。通過這樣選擇搜索時間窗，相關(guān)器421可以如下進行計算，S卩，在所計算的相關(guān)值 中，必然包括所述基帶信號所含有的導(dǎo)頻信號序列和預(yù)先準備的導(dǎo)頻信號序列410時間同 步的定時的相關(guān)值。在上述自相關(guān)器404中使用導(dǎo)頻信號序列410進行的相關(guān)值的計算處理以及特征 量的選擇處理，同時在互相關(guān)器405中，根據(jù)偽隨機信號序列進行相關(guān)量的計算處理以及 非特征量的選擇處理。在互相關(guān)器405中，在相關(guān)器422中輸入由RF模擬部402供給的基帶信號，使用 從導(dǎo)頻信號序列存儲部403取得的偽隨機信號序列411，利用相關(guān)器422計算相關(guān)值。接著，利用相關(guān)器422計算出的多個相關(guān)值輸入到最大值選擇部432，進行選擇處 理，從多個相關(guān)值中選擇最大值的相關(guān)值作為非特征量。然后，所選擇的非特征量輸入到判 定部406?；ハ嚓P(guān)器405具有的除了相關(guān)器422及最大值選擇部432之外的各相關(guān)器023 等)以及各最大值選擇部G33等)，也使用從導(dǎo)頻信號序列存儲部403取得的偽隨機信號 序列012等)，與相關(guān)器422及最大值選擇部432相同地進行動作。在互相關(guān)器405的各相關(guān)器022等)中，在相關(guān)器421所使用的搜索時間窗內(nèi)， 一邊將開始相關(guān)計算的定時移動一邊計算偽隨機信號序列411等和所述基帶信號之間的 多個相關(guān)值。之后，從互相關(guān)器405的各最大值選擇部033等)輸出的總計N-I個非特征 量輸入到判定部406。在判定部406中，從由自相關(guān)器404和互相關(guān)器405輸入的總計N個特征量及非特 征量之中選擇值最大的特征量。在N個之中最大的值為從自相關(guān)器404輸入的特征量時，判定部406判定為存在主系統(tǒng)的信號。另外，在所選擇的值為由互相關(guān)器405生成的N-I 個中的任一非特征量時，判定部406判定為不存在主系統(tǒng)的信號，頻帶為空閑狀態(tài)。通過這樣進行動作，本實施方式的次系統(tǒng)無線設(shè)備400在檢測主系統(tǒng)的信號的情 況下，可以滿足以N的設(shè)定數(shù)規(guī)定的期望的誤警報概率而進行檢測。在本實施方式中，在存在主系統(tǒng)的信號的情況下，一邊將開始相關(guān)計算的定時移 動一邊計算基帶信號和主系統(tǒng)所使用的導(dǎo)頻信號序列之間的相關(guān)值，由此，在所述基帶信 號所含有的導(dǎo)頻信號序列和所準備的導(dǎo)頻信號序列進行了時間同步的情況下，在自相關(guān)器 404中得到最大的特征量。利用該性質(zhì)，進行主系統(tǒng)的檢測。S卩，在存在主系統(tǒng)的信號的情況下，由于在自相關(guān)器404中使用導(dǎo)頻信號序列來 生成的特征量，與在互相關(guān)器405中使用偽隨機信號序列來生成的非特征量相比較大，因 此可以檢測主系統(tǒng)。與此相對，在不存在主系統(tǒng)的信號的情況下，由于接收信號僅僅由噪聲成分或干 擾成分構(gòu)成，因此，由自相關(guān)器404生成的特征量和由互相關(guān)器405生成的N-I個非特征量 都具有相同的概率分布。在該情況下，在判定部406中，由于從自相關(guān)器404輸入的根據(jù)導(dǎo)頻信號序列410 生成的特征量最大的概率是1/N，因此，誤警報概率為1/N。例如，在將誤警報概率設(shè)定為0. 1而進行主系統(tǒng)檢測的情況下，在自相關(guān)器404中 選擇一個特征量，在互相關(guān)器405中選擇9個非特征量，由判定部406選擇最大值。如果由 此設(shè)定生成的數(shù)量，則為N = 10，可以將誤警報概率設(shè)定為期望值即0. 1。S卩，通過預(yù)先設(shè)定N，可以無需推定噪聲功率和干擾功率而進行將誤警報概率以所 期望的值(1/N)進行固定的主系統(tǒng)檢測。下面，參照附圖，詳細地說明本發(fā)明的第三實施方式。在本實施方式中，在檢測主系統(tǒng)時，將主系統(tǒng)的發(fā)送信號內(nèi)同一信號重復(fù)的周期 性用作為特征量。例如，在檢測主系統(tǒng)的時候，使用在正交頻分復(fù)用(OFDM)或單載波頻分多址 (SC-FDMA)所使用的循環(huán)前綴、連續(xù)或按一定間隔重復(fù)插入的導(dǎo)頻信號等。此外，本實施方式中的周期性是指，在主系統(tǒng)的發(fā)送信號內(nèi)，同一信號重復(fù)使用。 另外，周期時間是指重復(fù)使用的同一信號的時間間隔。圖6是本實施方式中的次系統(tǒng)無線設(shè)備500的功能框圖。次系統(tǒng)無線設(shè)備500具有天線501，其接收主系統(tǒng)的發(fā)送信號(無線電波)；RF 模擬部502，其從天線所接收到的信號中取出期望頻帶中的RF信號；周期時間存儲部503， 其存儲主系統(tǒng)的發(fā)送信號的周期時間和不具有周期性的非周期時間；特征量生成用相關(guān)器 504，其使用所述周期時間，生成主系統(tǒng)的發(fā)送信號中特有的特征量；非特征量生成用相關(guān) 器505，其使用所述非周期時間來生成多個非特征量；以及判定部506，其判定主系統(tǒng)的信 號是否存在。在周期時間存儲部503中，儲存有作為要搜索的主系統(tǒng)特有的周期時間的時間 T521以及非周期時間(在圖7中僅記載了 522和523)。非周期時間為N-I個，分別用于生 成非特征量。特征量生成用相關(guān)器504由延遲部511和相關(guān)器512構(gòu)成。非特征量生成用相關(guān)器505由N-I個延遲部和N-I個相關(guān)器構(gòu)成。此外，在所述RF模擬部502中，雖然使用接收到的信號作為RF信號，但是次系統(tǒng) 無線設(shè)備500也可以設(shè)置為，將接收到的信號變換為IF(中間頻率)信號或基帶信號，與RF 信號的情況相同地進行處理。在下面，為了使說明清晰，針對用作為RF信號的情況進行記 述。下面，使用圖7來說明次系統(tǒng)無線設(shè)備500的動作。另外，為了使說明變得簡單， 說明特征量生成用相關(guān)器504的動作，關(guān)于非特征量生成用相關(guān)器505的詳細動作，省略記 載。圖7是更詳細地表示周期時間存儲部503和特征量生成用相關(guān)器504的功能框 圖。在次系統(tǒng)無線設(shè)備500中，首先，經(jīng)由天線501(未圖示)和RF模擬部502(未圖 示)，使要搜索的頻帶的無線信號作為期望的頻帶的RF信號而輸出到特征量生成用相關(guān)器 504及非特征量生成用相關(guān)器505 (未圖示)。在特征量生成用相關(guān)器504中，由RF模擬部502供給的RF信號輸入到延遲部511 及相關(guān)器512中。所輸入的RF信號在延遲部511中以從周期時間存儲部503取得的周期 時間521延遲，從而生成延遲信號。所獲得的延遲信號在相關(guān)器512中，與原來的RF信號 進行相關(guān)，由此生成的特征量輸入到判定部506。另外，特征量的生成處理在后面詳細地敘 述。在進行上述特征量生成用相關(guān)器504的特征量的生成處理的同時，在非特征量生 成用相關(guān)器505中，生成基于RF信號和延遲信號而得到的非特征量。此時，對于在非特征 量生成用相關(guān)器505中所使用的延遲時間，使用存儲在周期時間存儲部503中的非周期時 間(522或523)。在非特征量生成用相關(guān)器505中，根據(jù)與周期時間T不同的非周期時間 T1 Tim，生成總計N-I個非特征量，向判定部506發(fā)送。在判定部506中，從由特征量生成用相關(guān)器504和非特征量生成用相關(guān)器505輸 入的總計N個的特征量和非特征量中選擇值最大的特征量。在N個之中最大的值為從特征 量生成用相關(guān)器504輸入的特征量時，判定部506判定為存在主系統(tǒng)的信號。另外，在所選 擇的值為在非特征量生成用相關(guān)器505中生成的N-I個中的任一非特征量時，判定部506 判定為不存在主系統(tǒng)的信號，頻帶為空閑狀態(tài)。通過這樣動作，本實施方式的次系統(tǒng)無線設(shè)備500在檢測主系統(tǒng)的信號的情況 下，可以滿足以N的設(shè)定數(shù)確定的期望誤警報概率而進行檢測。下面，對于相關(guān)器512中的具有周期性的信號的特征量生成處理，使用圖8，以 OFDM信號為例進行詳細說明。另外，對于設(shè)置于非特征量生成用相關(guān)器505的相關(guān)器中的 使用非周期時間的非特征量生成處理，也與下述內(nèi)容相同地進行處理。圖8是表示所取得的OFDM信號和進行了延遲的OFDM信號的圖。在該圖中，橫軸 是時間，縱軸表示延遲時間不同的OFDM信號的種類。圖8中的時間Tf表示OFDM信號的有效符號長度。在通常的OFDM信號中，如圖8所 示，在保護間隔(GI)部分中，插入作為各OFDM符號的后半部分的復(fù)制的循環(huán)前綴(Cyclic Prefix)。因此，通過使OFDM信號以作為有效符號長度的時間Tf延遲，從而由于源信號的循環(huán)前綴的復(fù)制源和Tf時間延遲信號的保護間隔部分在時間上一致，所以產(chǎn)生相關(guān)。因此，在將OFDM信號的循環(huán)前綴利用于主系統(tǒng)的信號檢測的次系統(tǒng)無線設(shè)備500 中，在主系統(tǒng)的信號存在的情況下，在圖7的相關(guān)器512中，將根據(jù)OFDM信號的循環(huán)前綴的 周期性而生成的高相關(guān)值作為特征量。此外，在OFDM信號中，由于生成相關(guān)時，每隔OFDM符號長度(GI和有效符號長度 的合計時間)就產(chǎn)生循環(huán)前綴的復(fù)制源和延遲信號的保護間隔部分在時間上一致的區(qū)間 (以下，記載為GI —致區(qū)間)，因此，在相關(guān)器512中，可以僅提取對相關(guān)有貢獻的多個GI 一致區(qū)間而合成的相關(guān)值用作為特征量。另外，因為不知道GI—致區(qū)間從接收信號的哪個時刻(地點)開始，所以在一些 開始候補點中，對認為是所述GI —致區(qū)間的位置的相關(guān)值進行抽取及合成，由此，生成只 在GI —致區(qū)間中生成的特征量的候補，從該候補中選擇最大值。在相關(guān)器512中，也可以使用通過上述方法所選擇的最大值作為相關(guān)值，根據(jù)該 方法，可以從相關(guān)計算中去除不需要的信號成分。但是，此時，在非特征量生成用相關(guān)器505 利用非周期時間延遲進行的相關(guān)計算時，也使用相同的相關(guān)計算方法。另外，對于生成所使用的延遲的值(周期時間、非周期時間)，例如在使用OFDM傳 送的IEEE 802. Ila中，因為規(guī)定為有效符號長度為3. 2 μ s、保護間隔長為0. 8 μ s，所以如 上所述，有效符號長度3. 2μ s為周期時間。此外，作為非周期時間，可以使用除了作為周期 時間的 3. 2μ s 以外的時間的 0. 8μ s、l. 6μ s、2. 4μ s、4. 0μ s、4. 8μ s、5. 6μ s、6. 4μ s 等時 間。下面，以圖9的控制信號為例，說明相關(guān)器512中的具有多個周期時間的信號的相關(guān)值。圖9是表示連續(xù)且周期性地插入了導(dǎo)頻信號序列的信號的圖。在該圖中，橫軸為 時間，縱軸表示以不同的多個延遲時間使源信號延遲而得到的延遲信號的種類。源信號如下所示構(gòu)成，即，將兩個長度為Tp的相同導(dǎo)頻信號序列和長度為Td的 數(shù)據(jù)序列組合起來作為一個單位，通過重復(fù)該單位而構(gòu)成信號。因此，導(dǎo)頻信號序列#1 4(2010、2020、2030、2040)全部為相同的信號序列。在上述信號的情況下，各種延遲時間可以用作為用于生成特征量的周期時間。在 取得源信號和Tp時間延遲信號的相關(guān)的情況下，源信號的導(dǎo)頻信號序列#4 0040)和Tp時 間延遲信號的導(dǎo)頻信號序列#乂2130)在時間上一致。相同地，在源信號和(Tp+Td)時間延遲信號的相關(guān)中，源信號的導(dǎo)頻信號序列 #3(2030)和(Tp+Td)時間延遲信號的導(dǎo)頻信號序列#2 0220)在時間上一致。相同地，在源信號和QTp+Td)時間延遲信號的相關(guān)中，源信號的導(dǎo)頻信號序列 #3(2030)和QTP+Td)時間延遲信號的導(dǎo)頻信號序列#1(2310)、源信號的導(dǎo)頻信號序列 #4(2040)和QTP+Td)時間延遲信號的導(dǎo)頻信號序列#2 0320)在時間上一致。通過這些時間一致的區(qū)間，在源信號和延遲信號之間產(chǎn)生相關(guān)。因此，在主系統(tǒng)的 信號存在的情況下，通過利用延遲時間為Tp、(Tp+Td)、(2TP+Td)等而得到的延遲信號，基于根 據(jù)控制信號的周期性而產(chǎn)生的相關(guān)，生成特征量。此外，與使用圖8說明的上述OFDM信號的情況相同地，在相關(guān)器512中，也可以只 提取導(dǎo)頻信號序列一致的區(qū)間進行相關(guān)計算。
此外，在前述的圖7的說明中，針對在特征量生成用相關(guān)器504中只利用一個周期 時間生成特征量的情況進行了說明，但也可以如使用圖9所說明的例子那樣，在能夠?qū)ψ?為檢測對象的無線信號中設(shè)定多個周期時間的情況下，在特征量生成用相關(guān)器504中，設(shè) 置與多個周期時間對應(yīng)的延遲部和相關(guān)器，從特征量生成用相關(guān)器504輸出多個特征量， 在判定部506中使用。在本實施方式中，利用了主系統(tǒng)的發(fā)送信號的周期性，在存在具有周期性的發(fā)送 信號的情況下，由特征量生成用相關(guān)器504生成的特征量變大。利用該性質(zhì)，進行主系統(tǒng)檢 測。在主系統(tǒng)的信號存在的情況下，由特征量生成用相關(guān)器504生成的特征量與由非 特征量生成用相關(guān)器505生成的N-I個非特征量相比變大，因此，可以判定為存在主系統(tǒng)的信號。與此相對，在主系統(tǒng)的信號不存在的情況下，由于接收信號只由噪聲成分或干擾 成分構(gòu)成，因此，在特征量生成用相關(guān)器504中生成的特征量和在非特征量生成用相關(guān)器 505中生成的N-I個非特征量都具有相同的概率分布。在該情況下，由于在判定部506中，從特征量生成用相關(guān)器504輸入的特征量最大 的概率為1/N，因此，通過設(shè)定N，可以將誤警報概率設(shè)置為1/N。此外，也可以在次系統(tǒng)無線 設(shè)備中設(shè)定期望的誤警報概率，在次系統(tǒng)無線設(shè)備中自動地計算N，使用該值進行主系統(tǒng)的 檢測處理。例如，在將誤警報概率設(shè)定為0. 1而進行主系統(tǒng)檢測的情況下，在特征量生成用 相關(guān)器504中生成一個特征量，在非特征量生成用相關(guān)器505中生成9個非特征量，在判定 部506中選擇最大值。如果這樣設(shè)定生成的數(shù)量，則N= 10，可以將誤警報概率設(shè)定為期望 值即0. 1。S卩，通過預(yù)先設(shè)定N，可以無需推定噪聲功率和干擾功率，而進行將誤警報概率以 期望的值(1/N)固定的主系統(tǒng)檢測。此外，在所述RF模擬部502中，如前述所示，即使接收到的信號并非RF信號，而是 變換為IF信號或基帶信號，也可以相同地進行處理。在RF模擬部502中使用IF信號或基 帶信號的情況下，由于這些信號可以用復(fù)數(shù)表示，因此，在特征量生成用相關(guān)器504和非特 征量生成用相關(guān)器505中通過相關(guān)計算而生成的相關(guān)值(特征量和非特征量)也可以用復(fù) 數(shù)表示。在該情況下，在判定部506中，從由特征量生成用相關(guān)器504和非特征量生成用相 關(guān)器505輸入的總計N個特征量及非特征量之中，選擇實部最大的特征量或復(fù)數(shù)絕對值最 大的特征量。選擇最大值后的判定部506中的判定方法，與使用RF信號的情況和使用IF信 號或基帶信號的情況相同，在判定部506中，根據(jù)所選擇的最大值是特征量還是非特征量， 而對主系統(tǒng)信號是否存在進行判定。下面，參照附圖，詳細地說明本發(fā)明的第四實施方式。本發(fā)明也可以應(yīng)用于利用接收信號的周期穩(wěn)定性進行的主系統(tǒng)檢測。在本實施方 式中，利用作為主系統(tǒng)的發(fā)送信號的特征的周期穩(wěn)定性，進行主系統(tǒng)的檢測。首先，說明周期穩(wěn)定性。所謂某信號周期穩(wěn)定是表示該信號的自相關(guān)值為周期 函數(shù)。此時，式1所表示的基帶信號y(t)的周期自相關(guān)函數(shù)(Cyclic Autocorrelation Function、CAF)周期性地具有波峰。
權(quán)利要求
1.一種認知無線系統(tǒng)，其特征在于，具有存儲部，其存儲系統(tǒng)參數(shù)和和偽參數(shù)，該系統(tǒng)參數(shù)用于生成要搜索的無線系統(tǒng)所特有 的特征量，該偽參數(shù)與所述系統(tǒng)參數(shù)類似；特征量生成部，其使用所述系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)接收到的頻帶中的信號，生成一個或多個所 述特征量；非特征量生成部，其使用所述偽參數(shù)，根據(jù)所述接收到的頻帶中的信號，生成一個或多 個非特征量；以及判定部，其使用一個或多個所述特征量和一個或多個所述非特征量，判定所述無線系 統(tǒng)的信號是否存在。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，所述判定部比較所述特征量和所述非特征量之間的大小，在所述特征量較大的情況 下，判定所述無線系統(tǒng)的信號存在，在所述非特征量較大的情況下，判定所述無線系統(tǒng)的信 號不存在。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，所述判定部的判定所使用的所述特征量的數(shù)量和所述非特征量的數(shù)量為基于誤警報 概率的期望值而設(shè)置的數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，所述判定部的判定所使用的所述特征量的數(shù)量為與誤檢測概率的期望值相對應(yīng)的數(shù)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)將用于判定的所述特征量的數(shù)量設(shè)為n，將用于判定的所述非特征量的數(shù)量設(shè)為 N-n時，其中，η為1以上的整數(shù)，N為(n+1)以上的整數(shù)，所述判定部在所生成的所述特征量和所述非特征量中，以遞減的順序選擇m個值，，其 中，m是小于或等于η的整數(shù)；在m個值全部為所述特征量的情況下，判定所述無線系統(tǒng)存 在，在所述m個值中含有所述非特征量的情況下，判定所述無線系統(tǒng)不存在。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，在所述存儲部中，預(yù)先將可以搜索的頻帶與在所述頻帶中可用的每個無線系統(tǒng)的可以 提取的特征量的信息相關(guān)聯(lián)而進行存儲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲部作為所述系統(tǒng)參數(shù)而存儲使得所述無線系統(tǒng)的發(fā)送信號的周期自相關(guān)函 數(shù)成為波峰的循環(huán)頻率和延遲時間，并作為所述偽參數(shù)而存儲使得所述周期自相關(guān)函數(shù)不 為波峰的循環(huán)頻率和延遲時間，所述特征量生成部使用所述系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)接收到的頻帶的信號，生成表示周期自相 關(guān)函數(shù)成為波峰的一個或多個周期自相關(guān)函數(shù)波峰值作為所述特征量，所述非特征量生成部使用所述偽參數(shù)，根據(jù)接收到的頻帶的信號，生成表示周期自相 關(guān)函數(shù)不為波峰的一個或多個周期自相關(guān)函數(shù)非波峰值作為所述非特征量，并且所述判定部使用所述周期自相關(guān)函數(shù)波峰值和所述周期自相關(guān)函數(shù)非波峰值，對所述 無線系統(tǒng)的信號是否存在進行判定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲部存儲預(yù)先計算出的周期自相關(guān)函數(shù)值的復(fù)制物、作為所述系統(tǒng)參數(shù)的使得 所述無線系統(tǒng)的發(fā)送信號的周期自相關(guān)函數(shù)成為波峰的循環(huán)頻率和延遲時間、作為所述偽 參數(shù)的使得所述周期自相關(guān)函數(shù)不為波峰的循環(huán)頻率和延遲時間，所述特征量生成部通過使用所述系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)接收到的頻帶中的信號，生成表示周 期自相關(guān)函數(shù)成為波峰的多個周期自相關(guān)函數(shù)波峰值，從而使用所生成的多個周期自相關(guān) 函數(shù)波峰值和所述周期自相關(guān)函數(shù)值的復(fù)制物，執(zhí)行復(fù)加權(quán)合成以生成周期自相關(guān)函數(shù)波 峰合成值作為所述特征量，所述非特征量生成部通過使用所述偽參數(shù)，根據(jù)接收到的頻帶中的信號，生成表示周 期自相關(guān)函數(shù)不為波峰的多個周期自相關(guān)函數(shù)非波峰值，從而使用生成的多個周期自相關(guān) 函數(shù)非波峰值和所述周期自相關(guān)函數(shù)值的復(fù)制物，執(zhí)行復(fù)加權(quán)合成以生成周期自相關(guān)函數(shù) 非波峰合成值作為所述非特征量，并且所述判定部使用所述周期自相關(guān)函數(shù)波峰合成值和所述周期自相關(guān)函數(shù)非波峰合成 值的實部或者復(fù)數(shù)絕對值，對所述無線系統(tǒng)的信號是否存在進行判定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲部作為所述系統(tǒng)參數(shù)而存儲一個或多個周期時間，作為所述偽參數(shù)而存儲與 所述一個或多個周期時間不同的一個或多個非周期時間，其中該一個或多個周期時間表示 包含于從所述無線系統(tǒng)接收的發(fā)送信號中的信號序列的重復(fù)時間；所述特征量生成部通過所述發(fā)送信號和以所述周期時間延遲而得到的延遲信號之間 的關(guān)聯(lián)處理，生成一個或多個所述特征量，所述非特征量生成部通過所述發(fā)送信號和以所述非周期時間延遲而得到的延遲信號 之間的關(guān)聯(lián)處理，生成一個或多個所述非特征量，并且所述判定部使用所述一個或多個特征量和所述一個或多個非特征量，對所述無線系統(tǒng) 的信號是否存在進行判定。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，所述周期時間為OFDM信號的有效符號長度、或者SC-FDMA信號去除循環(huán)前綴長度之后 的段長度、插入循環(huán)前綴的間隔、或者插入導(dǎo)頻信號序列的間隔。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲部作為所述系統(tǒng)參數(shù)而存儲所述無線系統(tǒng)的控制信號(控制頻道)的信號序 列，并且作為所述偽參數(shù)而存儲與所述控制信號的信號序列不同的偽控制信號的多個信號 序列，所述特征量生成部通過所述發(fā)送信號和所述控制信號之間的關(guān)聯(lián)處理，生成一個或多 個所述特征量，所述非特征量生成部通過所述發(fā)送信號和所述偽控制信號之間的關(guān)聯(lián)處理，生成一個 或多個所述非特征量，所述判定部使用所述特征量和所述非特征量，對所述無線系統(tǒng)的信號是否存在進行判定。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，所述控制信號的信號序列包括插入到所述發(fā)送信號中的導(dǎo)頻信號，所述偽控制信號的多個信號序列每個包括與所述導(dǎo)頻信號序列相同長度的隨機信號序列。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲部作為所述系統(tǒng)參數(shù)而存儲從使得周期自相關(guān)函數(shù)成為波峰的循環(huán)頻率和 延遲時間、表示信號序列的重復(fù)時間的周期時間、控制信號的信號序列以及預(yù)先計算的周 期自相關(guān)函數(shù)值的復(fù)制物中所選擇的大于或等于兩種的組合，上述系統(tǒng)參數(shù)與所述無線系 統(tǒng)的發(fā)送信號所含有的特征相對應(yīng)，所述存儲部存儲與所述系統(tǒng)參數(shù)相對應(yīng)的所述偽參數(shù)的組合， 所述判定部使用分別基于所述特征量生成部和所述非特征量生成部的輸出值而生成 的一個或多個特征量和一個或多個非特征量，對所述無線系統(tǒng)的信號是否存在進行判定， 其中，所述特征量生成部和所述非特征量生成部的所述輸出值是基于與所述無線系統(tǒng)的發(fā) 送信號所含有的特征相對應(yīng)的兩種或兩種以上的所述系統(tǒng)參數(shù)以及所述偽參數(shù)而獲得的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的認知無線系統(tǒng)，其特征在于，還具有通知部， 該通知部將所述判定部做出的判定結(jié)果通知給其它無線設(shè)備或裝置，從而共享所述判定結(jié)^ ο
15.一種認知無線設(shè)備，其特征在于，具有存儲部，其存儲系統(tǒng)參數(shù)和和偽參數(shù)，該系統(tǒng)參數(shù)用于生成要搜索的無線系統(tǒng)所特有 的特征量，該偽參數(shù)與所述系統(tǒng)參數(shù)類似；特征量生成部，其使用所述系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)接收到的頻帶中的信號，生成一個或多個所 述特征量；非特征量生成部，其使用所述偽參數(shù)，根據(jù)所述接收到的頻帶中的信號，生成一個或多 個非特征量；以及判定部，其使用一個或多個所述特征量和一個或多個所述非特征量，判定所述無線系 統(tǒng)的信號是否存在。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的認知無線設(shè)備，其特征在于，所述判定部比較所述特征量和所述非特征量之間的大小，在所述特征量較大的情況 下，判定所述無線系統(tǒng)的信號存在，在所述非特征量較大的情況下，判定所述無線系統(tǒng)的信 號不存在。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的認知無線系機，其特征在于，所述判定部的判定所使用的所述特征量的數(shù)量和所述非特征量的數(shù)量為基于誤警報 概率的期望值而設(shè)置的數(shù)量。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的認知無線設(shè)備，其特征在于，所述判定部的判定所使用的所述特征量的數(shù)量為與誤檢測概率的期望值相對應(yīng)的數(shù)量。
19.一種無線信號檢測方法，其特征在于，包括 接收要搜索的頻帶中的無線信號；使用接收到的頻帶中的信號和要搜索的無線系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，生成一個或多個特征量；使用接收到的頻帶中的信號和與所述系統(tǒng)參數(shù)類似的偽參數(shù)，生成一個或多個非特征 量；以及使用所述一個或多個特征量和所述一個或多個非特征量，判定所述無線系統(tǒng)的信號是 否存在。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的無線信號檢測方法，其特征在于，所述判定包括比較所述一個或多個特征量和所述一個或多個非特征量之間的大小，在所述特征量較大的情況下，判定所述無線系統(tǒng)的信號存在，以及在所述非特征量較大的情況下，判定所述無線系統(tǒng)的信號不存在。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的無線信號檢測方法，還包括預(yù)先設(shè)定在所述判定中使用的所述特征量和所述非特征量的數(shù)量，以使得誤警報概率 成為期望值。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項所述的無線信號檢測方法，還包括與誤警報概率的期望值相對應(yīng)地預(yù)先設(shè)定在所述判定中使用的所述特征量的數(shù)量。
23.一種無線信號檢測方法，其特征在于，包括將要搜索的頻帶中的無線信號頻率變換為基帶信號或IF信號，使用所述基帶信號或IF信號以及使得要搜索的無線系統(tǒng)的發(fā)送信號的周期自相關(guān)函 數(shù)成為波峰的循環(huán)頻率和延遲時間，生成表示周期自相關(guān)函數(shù)成為波峰的一個或多個周期 自相關(guān)函數(shù)波峰值，使用所述基帶信號或IF信號以及使得要搜索的無線系統(tǒng)的發(fā)送信號的周期自相關(guān)函 數(shù)不為波峰的循環(huán)頻率和延遲時間，生成表示周期自相關(guān)函數(shù)不為波峰的一個或多個周期 自相關(guān)函數(shù)非波峰值，以及使用所述一個或多個周期自相關(guān)函數(shù)波峰值和所述一個或多個周期自相關(guān)函數(shù)非波 峰值，對所述無線系統(tǒng)的信號是否存在進行判定。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的無線信號檢測方法，其特征在于，所述判定包括比較所述一個或多個周期自相關(guān)函數(shù)波峰值和所述一個或多個周期自相關(guān)函數(shù)非波峰值的大小、或者周期自相關(guān)函數(shù)波峰合成值和周期自相關(guān)函數(shù)非波峰合成值的大??；其 中，所述周期自相關(guān)函數(shù)波峰合成值是通過使用要搜索的無線系統(tǒng)的發(fā)送信號的周期自相 關(guān)函數(shù)值的復(fù)制物，同相合成所述周期自相關(guān)函數(shù)值而得到的，而所述周期自相關(guān)函數(shù)非 波峰合成值是使用所述周期自相關(guān)函數(shù)值的復(fù)制物，基于所述周期自相關(guān)函數(shù)非波峰值而 生成的；以及在所述一個或多個周期自相關(guān)函數(shù)波峰值比所述一個或多個周期自相關(guān)函數(shù)非波峰 值大的情況下，判定所述無線系統(tǒng)的信號存在；而在所述周期自相關(guān)函數(shù)非波峰值比所述 周期自相關(guān)函數(shù)波峰值大的情況下，判定所述無線系統(tǒng)的信號不存在，或者，在所述周期自相關(guān)函數(shù)波峰合成值比所述周期自相關(guān)函數(shù)非波峰合成值大的情況下， 判定所述無線系統(tǒng)的信號存在；而在所述周期自相關(guān)函數(shù)非波峰合成值比所述周期自相關(guān) 函數(shù)波峰合成值大的情況下，判定所述無線系統(tǒng)的信號不存在。
25.一種無線信號檢測方法，其特征在于，包括提取要搜索的頻帶中的無線信號作為RF信號，或者將所述RF信號頻率變換為基帶信 號或IF信號，通過關(guān)聯(lián)處理，生成一個或多個特征量，其中，該關(guān)聯(lián)處理使用了所述RF信號或進行 了頻率變換的所述基帶信號或所述IF信號、和以一個或多個周期時間延遲而得到的延遲信號，而所述周期時間是要搜索的無線系統(tǒng)所使用的信號序列的重復(fù)時間，通過關(guān)聯(lián)處理，生成一個或多個非特征量，其中，該關(guān)聯(lián)處理使用了所述RF信號或進 行了頻率變換的所述基帶信號或所述IF信號、和以一個或多個與所述周期時間不同的非 周期時間延遲而得到的一個或多個延遲信號，以及使用所述一個或多個特征量和所述一個或多個非特征量，進行所述無線系統(tǒng)的信號是 否存在的判定處理。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的無線信號檢測方法，其特征在于，所述周期時間為OFDM信號的有效符號長度、或者SC-FDMA信號去除循環(huán)前綴長度之后 的段長度、插入循環(huán)前綴的間隔、或者插入導(dǎo)頻信號序列的間隔。
27.一種無線信號檢測方法，其特征在于，包括 將要搜索的頻帶中的無線信號頻率變換為基帶信號，通過關(guān)聯(lián)處理，生成一個或多個特征量，該關(guān)聯(lián)處理使用進行了頻率變換的所述基帶 信號和用于要搜索的無線系統(tǒng)中的一個或多個導(dǎo)頻信號序列，通過關(guān)聯(lián)處理，生成一個或多個非特征量，該關(guān)聯(lián)處理使用進行了頻率變換的所述基 帶信號和與所述導(dǎo)頻信號序列類似的一個或多個偽隨機信號序列，以及使用所述一個或多個特征量和所述一個或多個非特征量，進行所述無線系統(tǒng)的信號是 否存在的判定處理。
28.根據(jù)權(quán)利要求19至27中任一項所述的無線信號檢測方法，其特征在于，包括 使用作為系統(tǒng)參數(shù)的、從使得周期自相關(guān)函數(shù)成為波峰的循環(huán)頻率和延遲時間、表示信號序列的重復(fù)時間的周期時間、控制信號的信號序列以及預(yù)先計算的周期自相關(guān)函數(shù)值 的復(fù)制物中所選擇的的大于或等于兩種的組合，生成一個或多個特征量，上述參數(shù)與所述 無線系統(tǒng)的發(fā)送信號所含有的特征相對應(yīng)，使用與所述系統(tǒng)參數(shù)相對應(yīng)的所述偽參數(shù)的組合，生成一個或多個非特征量，以及 使用所述一個或多個特征量和所述一個或多個非特征量，判定所述無線系統(tǒng)的信號是 否存在。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無線系統(tǒng)，其設(shè)置有存儲部，其對生成作為搜索對象的無線系統(tǒng)特有的特征量所使用的系統(tǒng)參數(shù)、和與系統(tǒng)參數(shù)類似的偽參數(shù)進行存儲；特征量生成部，其使用系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)接收到的頻帶的信號生成一個或多個特征量；非特征量生成部，其使用偽參數(shù)，根據(jù)接收到的頻帶的信號生成一個或多個非特征量；以及判定部，其使用特征量和非特征量，對要搜索的無線系統(tǒng)的信號是否存在進行判定。
文檔編號H04W16/14GK102047749SQ20098011979
公開日2011年5月4日 申請日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者有吉正行, 村岡一志 申請人:日本電氣株式會社