[發(fā)明專利]基于LTE的協(xié)作頻譜檢測方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010248004.3
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN101902251A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮志勇;張平;黃標(biāo);譚海峰;宋敬群;薛劍韜
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04B17/00;H04W24/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于長期演進(jìn)(LTE)的協(xié)作頻譜檢測方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們對于頻譜資源的需求愈來愈大，“頻譜枯竭”現(xiàn)象日趨明顯。造成這一現(xiàn)象源于傳統(tǒng)固定式頻譜分配政策，其使得比如雷達(dá)等授權(quán)系統(tǒng)的頻譜利用效率不均甚至在部分區(qū)域、頻段出現(xiàn)“頻譜空洞”。認(rèn)知無線電(Cognitive?Radio)技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提高了頻譜利用率，緩解日益增長的無線業(yè)務(wù)需求與日漸匱乏的頻譜資源之間的矛盾，被普遍認(rèn)為是解決目前無線頻譜利用率低問題的最佳方案，而且是未來移動通信網(wǎng)絡(luò)的一個重要發(fā)展方向。

頻譜檢測被視為認(rèn)知無線電技術(shù)得以實(shí)施的首要功能。必須應(yīng)用該技術(shù)快速地發(fā)現(xiàn)授權(quán)系統(tǒng)的空閑頻段以便于認(rèn)知無線電系統(tǒng)接入。同時，近似實(shí)時地觀測主用戶信號活動以規(guī)避對其他系統(tǒng)的干擾，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的有機(jī)共存。目前，常用頻譜檢測算法有：匹配濾波法、能量法、循環(huán)平穩(wěn)特征法、小波變換法和多窗譜估計檢測法等信號處理方法。不同的方法在檢測性能、所需先驗(yàn)知識、算法復(fù)雜度等方面都各有優(yōu)缺點(diǎn)。同時，考慮到在移動環(huán)境下，由于無線環(huán)境存在路徑損耗、陰影效應(yīng)和多徑效應(yīng)，如果僅僅依靠單個節(jié)點(diǎn)的感知結(jié)果，并不能保證頻譜檢測的正確性。因此，在單一節(jié)點(diǎn)檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究人員提出了基于多個節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)作頻譜感知技術(shù)，以增加網(wǎng)絡(luò)開銷為代價，通過融合多個認(rèn)知用戶的頻譜感知信息來提高頻譜檢測的正確性，從而降低對單個節(jié)點(diǎn)的性能要求。常用的數(shù)據(jù)融合算法有：AND，OR，K秩等。此外，頻譜檢測的時序安排對檢測性能及可能產(chǎn)生的干擾量有著直接的影響，因此，需要根據(jù)授權(quán)信道，即需要進(jìn)行頻譜檢測信道的占用特征對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。

時分同步碼分多址的長期演進(jìn)(TD-LTE/TD-LTE?Advanced)系統(tǒng)本身已經(jīng)具備靈活的帶寬與多種工作頻段的特性，即能夠支持工作頻率及技術(shù)參數(shù)的轉(zhuǎn)換從而能夠有效提高頻譜利用率。因此，如何利用頻譜檢測使具有認(rèn)知功能的TD-LTE/TD-LTE?Advanced系統(tǒng)與授權(quán)系統(tǒng)有機(jī)共存，使得TD-LTE/TD-LTE?Advanced系統(tǒng)能夠充分利用頻譜資源是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何利用頻譜檢測使具有認(rèn)知功能的TD-LTE/TD-LTE?Advanced系統(tǒng)與授權(quán)系統(tǒng)有機(jī)共存，使得TD-LTE/TD-LTE?Advanced系統(tǒng)能夠充分利用頻譜資源。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于LTE的協(xié)作頻譜檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：接入網(wǎng)模塊和終端模塊；

所述接入網(wǎng)模塊設(shè)置于接入網(wǎng)側(cè)，用于向所述終端模塊發(fā)出頻譜檢測指令，進(jìn)行頻譜檢測，并將終端模塊返回的檢測結(jié)果與接入網(wǎng)返回的檢測結(jié)果進(jìn)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合得到最終的頻譜檢測結(jié)果；

所述終端模塊設(shè)置于終端側(cè)，用于根據(jù)接收自接入網(wǎng)模塊的頻譜檢測指令進(jìn)行頻譜檢測，并將頻譜檢測結(jié)果返回給接入網(wǎng)模塊。

優(yōu)選地，所述接入網(wǎng)模塊具體包括：數(shù)據(jù)融合子模塊、接入網(wǎng)頻譜檢測執(zhí)行子模塊、協(xié)作頻譜檢測策略子模塊與接入網(wǎng)檢測指令交互子模塊；

所述接入網(wǎng)檢測指令交互子模塊，配置于接入網(wǎng)側(cè)的各個基站中，用于將接收自所述協(xié)作頻譜檢測策略子模塊的檢測指令下發(fā)至各個終端；將接收自各個終端的檢測結(jié)果中的終端剩余電池電量傳至所述協(xié)作頻譜檢測策略子模塊，同時將檢測結(jié)果中的其他信息傳至數(shù)據(jù)融合子模塊；

所述接入網(wǎng)頻譜檢測執(zhí)行子模塊，配置于接入網(wǎng)側(cè)的各個基站中，與接入網(wǎng)檢測指令交互子模塊相連接，用于根據(jù)接入網(wǎng)檢測指令交互子模塊下發(fā)的控制信息，利用選用的頻譜檢測算法去檢測指定信道，并且將檢測結(jié)果反饋至接入網(wǎng)檢測指令交互子模塊；

所述數(shù)據(jù)融合子模塊，配置于接入網(wǎng)側(cè)的各個基站中，與接入網(wǎng)檢測指令交互子模塊和協(xié)作頻譜檢測策略子模塊分別相連接，用于對接收自接入網(wǎng)檢測指令交互子模塊的所有終端的檢測性能進(jìn)行排序，并將該排序結(jié)果傳送至協(xié)作頻譜檢測策略子模塊；根據(jù)協(xié)作頻譜檢測策略子模塊確定的數(shù)據(jù)融合算法對接收自接入網(wǎng)檢測指令交互子模塊的所有頻譜檢測結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，得出最終的判決結(jié)果；

所述協(xié)作頻譜檢測策略子模塊，配置于接入網(wǎng)的各個基站中，與接入網(wǎng)檢測指令交互子模塊和數(shù)據(jù)融合子模塊分別相連接，負(fù)責(zé)生成協(xié)作頻譜檢測策略。

優(yōu)選地，所述終端模塊包括：終端頻譜檢測執(zhí)行子模塊與終端檢測指令交互子模塊；