一種次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的方法及系統(tǒng)，所述方法包含：步驟101）根據(jù)跳頻信號功率譜隨時間變化的差異性，計算次級用戶在某段時間內(nèi)接收數(shù)據(jù)的實際功率譜與平均功率譜的差值，從而抵消定頻干擾功率譜而保留跳頻信號功率譜；步驟102）對保留的跳頻信號功率譜進(jìn)行傅里葉逆變換求出自相關(guān)函數(shù)，然后使用時域自相關(guān)算法檢測含有突發(fā)定頻干擾時的頻段。由于現(xiàn)有技術(shù)的時域自相關(guān)算法沒有考慮突發(fā)定頻干擾的情況，即只考慮了疊加高斯白噪聲的單一信號，因而檢測精度很低。而本發(fā)明中改進(jìn)的時域自相關(guān)檢測法考慮了突發(fā)定頻干擾對檢測結(jié)果的影響，因而使得檢測精度更高。
【專利說明】一種次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及認(rèn)知無線電頻譜感知領(lǐng)域，具體涉及一種次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，頻譜資源變得越來越緊張。尤其是隨著無線局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)、無線個人域網(wǎng)絡(luò)(WPAN)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的人通過這些技術(shù)以無線的方式接入互聯(lián)網(wǎng)。這些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大多使用非授權(quán)的頻段(UFB)工作。由于WLAN、WPAN無線通信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，這些網(wǎng)絡(luò)所工作的非授權(quán)頻段已經(jīng)漸趨飽和。而另外一些通信業(yè)務(wù)(如電視廣播業(yè)務(wù)等)需要通信網(wǎng)絡(luò)提供一定的保護(hù)，使它們免受其他通信業(yè)務(wù)的干擾。為了提供良好的保護(hù)，頻率管理部門專門分配了特定的授權(quán)頻段(LFB)以供特定通信業(yè)務(wù)使用。與授權(quán)頻段相比，非授權(quán)頻段的頻譜資源要少很多(大部分的頻譜資源均被用來做授權(quán)頻段使用)。而相當(dāng)數(shù)量的授權(quán)頻譜資源的利用率卻非常低。于是就出現(xiàn)了這樣的事實:某些部分的頻譜資源相對較少但其上承載的業(yè)務(wù)量很大，而另外一些已授權(quán)的頻譜資源利用率卻很低。因此，可以得出這樣的結(jié)論:基于目前的頻譜資源分配方法，有相當(dāng)一部分頻譜資源的利用率是很低的。
[0003]為了解決頻譜資源匱乏的問題，基本思路就是盡量提高現(xiàn)有頻譜的利用率。為此，人們提出了認(rèn)知無線電的概念。認(rèn)知無線電的基本出發(fā)點就是:為了提高頻譜利用率，具有認(rèn)知功能的無線通信設(shè)備(即次級用戶)可以按照某種“伺機(Opportunistic Way)”的方式工作在已授權(quán)的頻段內(nèi)。當(dāng)然，這一定要建立在已授權(quán)頻段沒用或只有很少的通信業(yè)務(wù)在活動的情況下。這種在空域、時域和頻域中出現(xiàn)的可以被利用的頻譜資源被稱為“頻譜空洞”。認(rèn)知無線電的核心思想就是使無線通信設(shè)備具有發(fā)現(xiàn)“頻譜空洞”并合理利用的能力。
[0004]當(dāng)非授權(quán)通信用戶(即次級用戶)通過“借用”的方式使用已授權(quán)的頻譜資源時，必須保證它的通信不會影響到其他已授權(quán)用戶(即主用戶)的通信。要做到這一點，非授權(quán)用戶必須按照一定的規(guī)則來使用所發(fā)現(xiàn)的“頻譜空洞”。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)主用戶使用跳頻方式通信時，認(rèn)知無線電的次用戶通常使用時域自相關(guān)檢測法進(jìn)行頻譜檢測，這時主用戶的跳頻信號若串進(jìn)突發(fā)的定頻干擾會導(dǎo)致檢測失敗。而目前針對該技術(shù)問題并沒有相關(guān)的解決策略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，為克服上述問題，從而提供一種次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的方法及系統(tǒng)。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的方法，所述方法包含:
[0008]步驟101)根據(jù)跳頻信號功率譜隨時間變化的差異性，計算次級用戶在某段時間內(nèi)接收數(shù)據(jù)的實際功率譜與平均功率譜的差值，從而抵消定頻干擾功率譜而保留跳頻信號功率譜；
[0009]步驟102)對保留的跳頻信號功率譜進(jìn)行傅里葉逆變換求出自相關(guān)函數(shù)，然后使用時域自相關(guān)算法檢測含有突發(fā)定頻干擾時的頻段。
[0010]上述步驟101)進(jìn)一步包含:
[0011]步驟101-1)截取次級用戶在某段時間內(nèi)接收的非平穩(wěn)信號，且截取的非平穩(wěn)信號是長度為N的離散數(shù)據(jù)序列，具體表示為:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的方法，所述方法包含: 步驟101)根據(jù)跳頻信號功率譜隨時間變化的差異性，計算次級用戶在某段時間內(nèi)接收數(shù)據(jù)的實際功率譜與平均功率譜的差值，從而抵消定頻干擾功率譜而保留跳頻信號功率譜； 步驟102)對保留的跳頻信號功率譜進(jìn)行傅里葉逆變換求出自相關(guān)函數(shù)，然后使用時域自相關(guān)算法檢測含有突發(fā)定頻干擾時的頻段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的方法，其特征在于，所述步驟101)進(jìn)一步包含: 步驟101-1)截取次級用戶在某段時間內(nèi)接收的非平穩(wěn)信號，且截取的非平穩(wěn)信號是長度為N的離散數(shù)據(jù)序列，具體表示為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的方法，其特征在于，所述步驟102)進(jìn)一步包含: 步驟102 -1)對保留跳頻信號功率譜PSUB(?)進(jìn)行傅里葉逆變換得到自相關(guān)函數(shù)Ρχ1(τ)，具體變換公式如下:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的方法，其特征在于，所述步驟102-2)進(jìn)一步包含: 步驟102-2-1)依據(jù)得到的自相關(guān)函數(shù)計算如下兩個特征量E1和E2 ；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的方法，其特征在于，通過估計出P1的期望和方差值，并結(jié)合正態(tài)分布隨機變量的概率密度分布情況及虛警概率確定合適的門限值，所述P !為無跳頻信號僅有噪聲時的特征量比值。
6.一種次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包含: 跳頻信號功率譜提取模塊，用于根據(jù)跳頻信號功率譜隨時間變化的差異性，計算次級用戶在某段時間內(nèi)接收數(shù)據(jù)的實際功率譜與平均功率譜的差值，進(jìn)而抵消掉定頻干擾功率譜而保留跳頻信號功率譜； 時域自相關(guān)函數(shù)獲取及檢測模塊，用于對保留的跳頻信號功率譜取傅里葉逆變換求出自相關(guān)函數(shù)，進(jìn)而使用時域自相關(guān)算法檢測含有突發(fā)定頻干擾時的頻段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的系統(tǒng)，其特征在于，所述跳頻信號功率譜提取模塊進(jìn)一步包含: 截取子模塊，用于截取次級用戶在某段時間內(nèi)接收的非平穩(wěn)信號，且截取的非平穩(wěn)信號是長度為N的離散數(shù)據(jù)序列，具體表示為:
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的次級用戶檢測認(rèn)知無線電頻譜的系統(tǒng)，其特征在于，所述時域自相關(guān)函數(shù)獲取及檢測模塊進(jìn)一步包含: 自相關(guān)函數(shù)獲取子模塊，用于對保留跳頻信號功率譜Psiffi (ω)進(jìn)行傅里葉逆變 換得到自相關(guān)函數(shù)Rxi ( τ )，具體變換公式如下:
【文檔編號】H04B17/00GK103684635SQ201310653031
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】王樹彬, 劉薩日娜, 王洪月, 劉慧琴 申請人:內(nèi)蒙古大學(xué)