[發明專利]頻譜占用度的測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201010103605.5
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN101789835A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 段洪濤;李景春;曾繁聲;方箭;崔曉曼
• 申請（專利權）人: 國家無線電監測中心
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04W24/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

1.一種頻譜占用度的測量方法，其特征在于，該方法保證對于大占用度 情況下所測量的頻譜占用度具有合理的置信區間，該方法包括：

檢測信道內信號場強，并將檢測到的信號場強與門限進行大小比較，獲 得比較結果序列，其中進一步包括：

定義隨機過程X(t)是一個2值的隨機過程，X(t)=1，表示信號場強在t 時刻超過門限Li,X(t)=0，表示信號場強在t時刻未超過門限Li；

對X(t)進行抽樣，并將檢測到的信號場強與門限進行大小比較，獲得比 較結果序列，該比較結果序列記為隨機過程X（n），X（n）=X_i,X（n）服從 參數為ρ的0-1分布，X（n）的概率密度函數為：

f(x,ρ)=ρ^x(1-ρ)^1-x，其中x=0,1，0<ρ<1，n為正整數；

根據大數中心極限定理，將所述比較結果序列按照服從正態分布規律進 行分析，估計頻譜占用度及其置信區間和相對精度；

其中進一步包括：

定義隨機變量V和W,V是發射時間，即在監測時間T內，信號場強連續 超過門限Li的持續時間，W是在發射之間的時間間隔，T遠大于V和W的平 均值；

定義頻譜占用度β(L_i,T),表示在監測時間T內，X(t)在取1的時間占總時 間的比例，其中β(L_i,T)為連續型隨機變量，假設隨機變量W和V相互獨立，V +W具有連續的分布；

所以根據極限定理：limT=∞=P[X(t)=1]=E(V)E(V)+E(W),]]>而在0到T時刻內， β(L_i,T)符合漸進正態分布，所以limP[Tβ(Li,T)-μσ≤X]=12π∫-∞Xe-y22dy,]]>這里， μ是隨機變量β(L_i,T)的數學期望；

其中，估計頻譜占用度，包括：

根據大數中心極限定理，確定：近似服從N（0，1）； 其中，表示樣本均值，即頻譜占用度的估計值；

估計頻譜占用度的置信區間，包括：

根據大數中心極限定理，確定：P{-μα2≤nX‾-nρnρ(1-ρ)≤μα2}=1-α,]]>其中是 均值為0、方差為1的正態分布處的上邊界值；1-α為置信水平；

等價于(n+μα22)ρ2-(2nX‾+μα22)ρ+nX‾2≤0]]>

若a=n+μα22,b=-(2nX‾+μα22),c=nX‾2,]]>

則b²-4ac≥0，獲得A≤ρ≤B，其中[A，B]為ρ的區間估計；

根據求根公式，獲得：A=-b-b2-4ac2a;B=-b+b2-4ac2a;]]>

估計出頻譜占用度的相對精度，包括：

獲得相對精度Y：

2.一種頻譜占用度的測量裝置，其特征在于，該裝置保證對于大占用度 情況下所測量的頻譜占用度具有合理的置信區間，該裝置包括：

檢測模塊，用于檢測信道內信號場強，并將檢測到的信號場強與門限進 行大小比較，獲得比較結果序列，其中：

定義隨機過程X(t)是一個2值的隨機過程，X(t)=1，表示信號場強在t 時刻超過門限Li,X(t)=0，表示信號場強在t時刻未超過門限Li；

對X(t)進行抽樣，并將檢測到的信號場強與門限進行大小比較，獲得比 較結果序列，該比較結果序列記為隨機過程X（n），X（n）=X_i,X（n）服從 參數為ρ的0-1分布，X（n）的概率密度函數為：

f(x,ρ)=ρ^x(1-ρ)^1-x，其中x=0,1，0<ρ<1，n為正整數；

估計模塊，用于根據大數中心極限定理，將所述比較結果序列按照服從 正態分布規律進行分析，估計頻譜占用度及其置信區間和相對精度；

其中進一步包括：

定義隨機變量V和W,V是發射時間，即在監測時間T內，信號場強連續 超過門限Li的持續時間，W是在發射之間的時間間隔，T遠大于V和W的平 均值；

定義頻譜占用度β(L_i,T),表示在監測時間T內，X(t)在取1的時間占總時 間的比例，其中β(L_i,T)為連續型隨機變量，假設隨機變量W和V相互獨立，V +W具有連續的分布；

而在0到T時刻內，β(L_i,T)符合漸進正態分 布，所以limP[Tβ(Li,T)-μσ≤X]=12π∫-∞Xe-y22dy,]]>這里，μ是隨機變量β(L_i,T)的 數學期望；

所述估計模塊具體用于：

根據大數中心極限定理，確定：近似服從N（0，1）； 其中，表示樣本均值，即頻譜占用度的估計值，

確定：P{-μα2≤nX‾-nρnρ(1-ρ)≤μα2}=1-α,]]>其中是均值為0、方差為1的正 態分布處的上邊界值；1-α為置信水平；

等價于(n+μα22)ρ2-(2nX‾+μα22)ρ+nX‾2≤0]]>

若a=n+μα22,b=-(2nX‾+μα22),c=nX‾2,]]>

則b²-4ac≥0，獲得A≤ρ≤B，其中[A，B]為ρ的區間估計；

根據求根公式，獲得：A=-b-b2-4ac2a;B=-b+b2-4ac2a,]]>

確定：獲得相對精度Y：