專(zhuān)利名稱(chēng)：頻譜感測(cè)方法和通訊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例一般性地涉及頻譜感測(cè)方法和通訊裝置。
背景技術(shù)：
認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)在為特定通信服務(wù)所許可的頻道中工作。該特定通信服務(wù)通常稱(chēng)為現(xiàn)行服務(wù)(incumbent service)，且將該現(xiàn)行服務(wù)的已有用戶(hù)表示為現(xiàn)行用戶(hù)或主用戶(hù)。認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的用戶(hù)可稱(chēng)作次級(jí)用戶(hù)。在認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中，頻譜感測(cè)對(duì)次級(jí)用戶(hù)(SU)而言為關(guān)鍵操作，該頻譜感測(cè)用于檢測(cè)主用戶(hù)(PU)是否在使用為現(xiàn)行無(wú)線(xiàn)電服務(wù)所許可的頻帶或頻道。頻譜感測(cè)法可大致分為三類(lèi)匹配濾波法、能量檢測(cè)法及循環(huán)平穩(wěn)性(cyclostationarity)檢測(cè)法。每種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。在預(yù)先知道關(guān)于主用戶(hù)可發(fā)射信號(hào)或可不發(fā)射信號(hào)(且檢測(cè)其是否正在發(fā)射)的所有信息的情況下，匹配濾波法為最優(yōu)檢測(cè)法(即最優(yōu)頻譜感測(cè)法)。然而，由于這種方法要求很好地知曉主用戶(hù)的發(fā)射參數(shù)，所述參數(shù)例如為所使用的帶寬、調(diào)制類(lèi)型、脈沖整形法、幀格式等，故實(shí)施該方法的復(fù)雜度相當(dāng)高?；谀芰繖z測(cè)的頻譜感測(cè)不要求主用戶(hù)的發(fā)射參數(shù)。因此，基于能量檢測(cè)的頻譜感測(cè)法在三種頻譜感測(cè)法中的復(fù)雜度最低。但是，能量檢測(cè)頻譜感測(cè)法通常易受噪聲不確定性影響。對(duì)噪聲功率的不準(zhǔn)確估計(jì)可以是引起檢測(cè)的SNR(信噪比)墻和高虛警概率的原因。近來(lái)，基于循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)的頻譜感測(cè)相當(dāng)引人注目，這是因?yàn)槠湓诎l(fā)射具有循環(huán)平穩(wěn)性的信號(hào)的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)之間進(jìn)行區(qū)分的能力。例如，使用諸如不同調(diào)制類(lèi)型、符號(hào)速率、載波頻率等不同參數(shù)的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)在不同循環(huán)頻率處呈現(xiàn)出循環(huán)平穩(wěn)特征，因而可進(jìn)行區(qū)分。通過(guò)在這些循環(huán)頻率處檢查循環(huán)平穩(wěn)特征的存在，從而進(jìn)行用于頻譜感測(cè)的信號(hào)檢測(cè)。由于基于循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)的頻譜感測(cè)法可以區(qū)分由主用戶(hù)發(fā)射的信號(hào)和干擾信號(hào)，故可有利于為標(biāo)準(zhǔn)化而研究的認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電中的共存方案(coexistence scenario)。因此，期望提供一種具體基于循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)的改進(jìn)的頻譜感測(cè)法。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提出了一種頻譜感測(cè)方法，該方法包括使用多個(gè)接收天線(xiàn)接收信號(hào)；形成包含每個(gè)天線(xiàn)的接收信號(hào)的一組接收信號(hào)；確定所述一組接收信號(hào)的循環(huán)自相關(guān)；對(duì)每個(gè)接收天線(xiàn)、基于所確定的循環(huán)自相關(guān)以估計(jì)所述接收天線(xiàn)接收所述信號(hào)所經(jīng)由的無(wú)線(xiàn)電信道的信道狀態(tài)信息；基于估計(jì)出的信道狀態(tài)信息以對(duì)接收信號(hào)樣本進(jìn)行最大比合并；基于所述最大比合并的結(jié)果以確定所述接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果；并且基于所確定的接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果以進(jìn)行循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)頻譜感測(cè)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述一組接收信號(hào)為接收矢量信號(hào)，其中，所述接收矢量信號(hào)的分量為通過(guò)所述天線(xiàn)接收的信號(hào)。確定所述循環(huán)自相關(guān)包括確定所述一組接收信號(hào)的循環(huán)自相關(guān)矩陣。估計(jì)所述無(wú)線(xiàn)電信道的信道狀態(tài)信息包括確定所述循環(huán)自相關(guān)矩陣的特征值。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，將所述信道狀態(tài)信息確定為與所述循環(huán)自相關(guān)矩陣的最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量的分量。所述循環(huán)自相關(guān)例如為針對(duì)候選循環(huán)頻率而確定。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，使用所述多個(gè)接收天線(xiàn)接收該信號(hào)以便為每個(gè)接收天線(xiàn)產(chǎn)生多個(gè)接收信號(hào)樣本。確定所述循環(huán)自相關(guān)例如包括確定同一采樣時(shí)間的不同天線(xiàn)的各信號(hào)樣本之間的相關(guān)性。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，基于循環(huán)譜密度函數(shù)或循環(huán)譜相干函數(shù)以確定所述接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，基于由所述接收信號(hào)的平均能量所定標(biāo)的循環(huán)譜密度函數(shù)以確定所述接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果。

確定循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果可包括對(duì)多個(gè)射頻取平均值或者對(duì)多個(gè)射頻確定最大值。例如，通過(guò)將循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較以進(jìn)行循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)頻譜感測(cè)。例如，如果所述循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果高于所述預(yù)定的閾值，則判定主用戶(hù)存在。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提出了一種頻譜感測(cè)方法，該方法包括使用多個(gè)接收天線(xiàn)以接收信號(hào)；對(duì)每個(gè)接收天線(xiàn)確定所述天線(xiàn)的接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果；對(duì)所有接收天線(xiàn)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行合并；并且基于合并后的所述所有接收天線(xiàn)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果以進(jìn)行循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)頻譜感測(cè)。對(duì)所述循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行合并例如包括對(duì)循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果求和。進(jìn)行循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)頻譜感測(cè)例如包括由合并后的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果以確定循環(huán)平穩(wěn)性的總體測(cè)量結(jié)果，并將循環(huán)平穩(wěn)性的總體測(cè)量結(jié)果與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提出了一種對(duì)應(yīng)于上述方法之一的通信裝置。此外，可提出計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述程序產(chǎn)品時(shí)使得計(jì)算機(jī)實(shí)施上述方法。


下面，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖1表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的通信設(shè)備。圖2表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖3表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖4表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的通信裝置。圖5表不根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的通信裝置。圖6 圖9表示性能圖。
具體實(shí)施方式
圖1表不根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的通信設(shè)備100。通信設(shè)備100包括第一通信裝置101和第二通信裝置102。假設(shè)第一通信裝置101為現(xiàn)行系統(tǒng)中的通信裝置，即在為通信系統(tǒng)所許可的頻域內(nèi)工作的通信系統(tǒng)中的通信裝置。第一通信裝置101包括發(fā)射天線(xiàn)103，并且可利用該發(fā)射天線(xiàn)發(fā)射或者不發(fā)射發(fā)送信號(hào)s(t)。假設(shè)第二通信裝置102為認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中的通信裝置，也即在與第一通信裝置101相同的頻域內(nèi)工作的無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)的通信裝置。由于所述頻域被許可給了包含第一通信裝置101的通信系統(tǒng)，故第二通信裝置102在使用所述頻域本身前、例如在使用所述頻域本身以發(fā)送發(fā)射信號(hào)前，需要進(jìn)行頻譜感測(cè)以確定第一通信裝置101未使用所述頻域、即未發(fā)射信號(hào)s (t)。第二通信裝置102包括多個(gè)接收天線(xiàn)104，多個(gè)接收天線(xiàn)104設(shè)定為在所述頻域中進(jìn)行接收。在本例中，假設(shè)第二通信裝置102包括編號(hào)為0 M-1的M個(gè)接收天線(xiàn)。第m個(gè)接收天線(xiàn)(m=0,..., M-1)所接收的信號(hào)由ym(t)表示。接收信號(hào)矢量
權(quán)利要求
1.一種頻譜感測(cè)方法，其包括使用多個(gè)接收天線(xiàn)接收信號(hào)；形成包含每個(gè)天線(xiàn)的接收信號(hào)的一組接收信號(hào)；確定所述一組接收信號(hào)的循環(huán)自相關(guān)；對(duì)每個(gè)接收天線(xiàn)、基于所確定的循環(huán)自相關(guān)以估計(jì)所述接收天線(xiàn)接收所述信號(hào)所經(jīng)由的無(wú)線(xiàn)電信道的信道狀態(tài)信息；基于估計(jì)出的所述信道狀態(tài)信息對(duì)接收信號(hào)樣本進(jìn)行最大比合并；基于所述最大比合并的結(jié)果以確定所述接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果；并且基于所確定的所述接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果以進(jìn)行循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)頻譜感測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的頻譜感測(cè)方法，其中，所述一組接收信號(hào)為接收矢量信號(hào)，其中，所述接收矢量信號(hào)的分量為經(jīng)由所述天線(xiàn)接收的信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的頻譜感測(cè)方法，其中，確定所述循環(huán)自相關(guān)包括確定所述一組接收信號(hào)的循環(huán)自相關(guān)矩陣。
4.如權(quán)利要求3所述的頻譜感測(cè)方法，其中，估計(jì)所述無(wú)線(xiàn)電信道的信道狀態(tài)信息包括確定所述循環(huán)自相關(guān)矩陣的特征值。
5.如權(quán)利要求4所述的頻譜感測(cè)方法，其中，將所述信道狀態(tài)信息確定為與所述循環(huán)自相關(guān)矩陣的最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量的分量。
6.如權(quán)利要求1飛之任一項(xiàng)所述的頻譜感測(cè)方法，其中，所述循環(huán)自相關(guān)是針對(duì)候選循環(huán)頻率而確定。
7.如權(quán)利要求1飛之任一項(xiàng)所述的頻譜感測(cè)方法，其中，使用所述多個(gè)接收天線(xiàn)接收所述信號(hào)，以便為每個(gè)接收天線(xiàn)產(chǎn)生多個(gè)接收信號(hào)樣本。
8.如權(quán)利要求7所述的頻譜感測(cè)方法，其中，確定所述循環(huán)自相關(guān)包括確定同一采樣時(shí)間的不同天線(xiàn)的各信號(hào)樣本之間的相關(guān)性。
9.如權(quán)利要求Γ8之任一項(xiàng)所述的頻譜感測(cè)方法，其中，基于循環(huán)譜密度函數(shù)或循環(huán)譜相干函數(shù)以確定所述接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果。
10.如權(quán)利要求9所述的頻譜感測(cè)方法，其中，基于由所述接收信號(hào)的平均能量所定標(biāo)的循環(huán)譜密度函數(shù)以確定所述接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果。
11.如權(quán)利要求f10之任一項(xiàng)所述的頻譜感測(cè)方法，其中，確定循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果包括對(duì)多個(gè)射頻取平均值或者對(duì)多個(gè)射頻確定最大值。
12.如權(quán)利要求f11之任一項(xiàng)所述的頻譜感測(cè)方法，其中，通過(guò)將循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較以進(jìn)行循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)頻譜感測(cè)。
13.如權(quán)利要求12所述的頻譜感測(cè)方法，還包括如果所述循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果高于所述預(yù)定的閾值，則判定主用戶(hù)存在。
14.一種通信裝置，其包括接收器，其配置為使用多個(gè)接收天線(xiàn)以接收信號(hào)，并形成包含每個(gè)天線(xiàn)的接收信號(hào)的一組接收信號(hào)；確定電路，其配置為確定所述一組接收信號(hào)的循環(huán)自相關(guān)；估計(jì)器，其配置為對(duì)每個(gè)接收天線(xiàn)、基于所確定的循環(huán)自相關(guān)以估計(jì)所述接收天線(xiàn)接收所述信號(hào)所經(jīng)由的無(wú)線(xiàn)電信道的信道狀態(tài)信息；合并器，其配置為基于估計(jì)出的信道狀態(tài)信息以對(duì)接收信號(hào)樣本進(jìn)行最大比合并；以及頻譜感測(cè)電路，其配置為基于所述最大比合并的結(jié)果以確定所述接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果，且基于所確定的所述接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果以進(jìn)行循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)頻譜感測(cè)。
15.一種頻譜感測(cè)方法，其包括使用多個(gè)接收天線(xiàn)以接收信號(hào)；對(duì)每個(gè)接收天線(xiàn)確定所述天線(xiàn)的接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果；對(duì)所有接收天線(xiàn)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行合并；并且基于合并后的所述所有接收天線(xiàn)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果以進(jìn)行循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)頻譜感測(cè)。
16.如權(quán)利要求15所述的頻譜感測(cè)方法，其中，對(duì)所述循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行合并包括對(duì)循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果求和。
17.如權(quán)利要求15或16所述的頻譜感測(cè)方法，其中，進(jìn)行循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)頻譜感測(cè)包括由合并后的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果以確定循環(huán)平穩(wěn)性的總體測(cè)量結(jié)果，并將所述循環(huán)平穩(wěn)性的總體測(cè)量結(jié)果與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較。
18.—種通信裝置，其包括接收器，其配置為使用多個(gè)接收天線(xiàn)接收信號(hào)；確定電路，其配置為對(duì)每個(gè)接收天線(xiàn)確定所述天線(xiàn)的接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果;合并器，其配置為合并所有接收天線(xiàn)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果；以及頻譜感測(cè)電路，其配置為基于合并后的所有接收天線(xiàn)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果以進(jìn)行循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)頻譜感測(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種頻譜感測(cè)方法，該方法包括使用多個(gè)接收天線(xiàn)接收信號(hào)；形成包含每個(gè)天線(xiàn)的接收信號(hào)的一組接收信號(hào)；確定所述一組接收信號(hào)的循環(huán)自相關(guān)；對(duì)每個(gè)接收天線(xiàn)、基于所確定的循環(huán)自相關(guān)以估計(jì)所述接收天線(xiàn)接收所述信號(hào)所經(jīng)由的無(wú)線(xiàn)電信道的信道狀態(tài)信息；基于估計(jì)出的信道狀態(tài)信息以對(duì)接收信號(hào)樣本進(jìn)行最大比合并；基于所述最大比合并的結(jié)果以確定所述接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果；并且基于所確定的所述接收信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)性的測(cè)量結(jié)果以進(jìn)行循環(huán)平穩(wěn)性檢測(cè)頻譜感測(cè)。
文檔編號(hào)H04W16/14GK103039101SQ201180013237
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者吉特萬(wàn)尼恰普海鮑爾·科瑪特, 梁應(yīng)敞, 曾泳泓 申請(qǐng)人:新加坡科技研究局