[發明專利]一種頻譜感知方法和裝置

有效

• 申請號: 200910244355.4
• 申請日: 2009-12-29
• 公開（公告）號: CN101753233A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 劉思楊;朱禹濤;萬屹
• 申請（專利權）人: 工業和信息化部電信傳輸研究所
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術領域

本發明涉及無線通信中的認知無線電系統領域，特別是涉及一種頻譜 感知方法和裝置。

背景技術

無線頻譜資源是一種十分稀有的資源。在現有的無線頻譜管理模式 中，頻譜被劃分成很多小塊，然后分配給不同的應用。隨著無線應用的快 速發展，未被分配的頻譜段越來越少，這造成了無線頻譜資源的緊張。然 而，另一方面，已經分配出去的頻譜并沒有被充分利用，例如：無線電視 使用的54MHz-862MHz頻段在大部分時候都是閑置的。如果能將這些閑 置的頻段利用起來，則可以大大提高頻譜的使用效率。

認知無線電系統是一種新興的可以有效利用閑置授權頻段的無線電 通信系統，它通過感知周圍環境來找到空閑頻譜并利用它們來傳輸數據。 因為認知無線電使用的是授權用戶的空閑頻譜，它首先要考慮的是不能干 擾授權用戶的正常通信。一旦空閑頻譜被授權用戶重新利用起來，認知無 線電用戶必須迅速的滕出此信道。通過這種方式，認知無線電系統可以在 不干擾授權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。

頻譜感知器是認知無線電系統中最重要的模塊，它擔負著識別空閑頻 段的任務，它應該在非常短的時間內鑒別出頻段是空閑的還是被占用的。

假設現在要檢測的頻段是從f₁Hz到f₂Hz，這段頻段內的基帶接收信 號為y(t)(y(t)已經通過帶通濾波并已轉化到基帶)。接收機需要對y(t)進 行抽樣并轉化為數字信號后根據特定的算法來判斷y(t)信號是否包含授 權用戶的信號，從而來確定這段頻譜是否被授權用戶所占用。

一般情況下，認知系統對于頻譜感知器都有一個最低的性能要求，即 在抽樣樣本容量不超過N_M的情況下，當信噪比不低于SNR_d時，虛警概率 α和漏警概率β不能分別大于α_d和β_d。

現有的頻譜感知器需要等到獲取所有N_M個抽樣信號后，才開始判定 這段頻譜是否有被授權用戶所占用，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。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷和不足，本發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頻譜是否被授權用戶占用。

為了達到上述目的，本發明提出了一種頻譜感知方法，包括：

步驟1：對待測頻段內的基帶信號進行抽樣，將預定數量的抽樣值設 為一個抽樣值組，并依次對抽樣值組進行編號，且當獲得編號為1的第一 個抽樣值組即執行步驟2，同時繼續抽樣；

步驟2：計算所述抽樣值組的校驗統計量，并根據信噪比門限值、虛 警概率門限值和漏警概率門限值計算出上門限和下門限；

步驟3：根據所述校驗統計量、上門限和下門限判定所述頻段的狀態： 當無法判定所述頻段的狀態時，對下一個抽樣值組執行步驟2，否則結束。

作為上述技術方案的優選，所述步驟3具體為：

若所述校驗統計量大于所述上門限，判定所述頻段已被授權用戶占 用，并停止抽樣；

若所述校驗統計量小于所述下門限，判定所述頻段是空閑頻段，并停 止抽樣；

若所述校驗統計量大于或等于所述下門限且小于或等于所述上門限：

若所述預定數量與所述抽樣值組編號的乘積等于最大樣本容量， 且所述校驗統計量大于或等于一預定值時，判定所述頻段已被授權用戶占 用，并停止抽樣；

若所述預定數量與所述抽樣值組編號的乘積等于最大樣本容量， 且所述校驗統計量小于一預定值時，判定所述頻段是空閑頻段，并停止抽 樣；

若所述預定數量與所述抽樣值組編號的乘積小于最大樣本容量， 無法判定所述頻段的狀態，對下一個抽樣值組執行步驟2。

作為上述技術方案的優選，當步驟2中的所述抽樣值組為第一組抽樣 值組時，所述校驗統計量T₁、上門限A₁和下門限B₁的計算具體為：