[發明專利]一種認知無線電系統中的協作頻譜感知方法和設備

有效

• 申請號: 201210381971.6
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN103731838B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 白文嶺;蔣成鋼;李媛媛;楊宇
• 申請（專利權）人: 電信科學技術研究院
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04B17/382
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 許靜,黃燦

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其是涉及了一種認知無線電系統中的協作頻譜感知方法和設備。

背景技術

無線電通信頻譜是一種寶貴的自然資源，隨著無線通信技術的飛快發展，頻譜資源貧乏的問題日益嚴重，為了緩解頻譜資源緊張的現狀，當前對無線通信頻譜進行了監測和研究，發現某些頻段（如電視頻段）在大多數時間內并未使用或者在大多數地域內并未使用，而某些頻段則出現了多系統多用戶同時競爭的情況，即頻譜資源的使用存在不均衡的現象。

CR（Cognitive Radio，認知無線電）的概念正是在這種背景下產生，其基本思想是：在不對授權系統造成干擾的前提下，CR系統可以通過監測當前無線環境的變化來動態機會式地接入空白頻段進行通信；其中，當CR系統機會式接入授權系統的空白頻譜時，前提是保護授權系統業務不受到CR系統的有害干擾，這就要求：CR系統具有準確判斷出授權系統頻段的空白頻譜的能力（即確定空白頻譜）；CR系統發現授權系統在當前使用的空白頻譜（源工作頻點）上重新出現，CR系統及時退出當前使用的空白頻譜（即頻譜切換）。

因此，確定空白頻譜是CR系統工作的前提，對于授權系統保護有著重要意義，且頻譜感知是確定空白頻譜的重要手段，頻譜感知是指通過檢測目標頻譜上授權系統的信號判斷授權系統是否占用目標頻譜，即判斷目標頻譜占用或空閑。進一步的，由于陰影效應、多徑衰落等導致的“隱藏終端”問題，導致采用單點感知的CR系統干擾授權用戶通信，為克服該問題，CR系統需要提高感知時間或采用更為復雜的感知算法，從而增加了系統的實現復雜度。

為此，CR系統采用協作感知來提高頻譜感知性能，即利用處在多個不同地理位置的協作感知節點的感知結果消除單個節點的問題，從而提高感知性能。協作感知包括集中式協作感知和分布式協作感知；在集中式協作感知中，多個感知節點執行頻譜感知，將本地感知結果上報給融合中心，融合中心按照融合準則處理多個感知節點的結果，得到協作感知結果；在分布式協作感知中，多個感知節點執行頻譜感知，且感知節點之間交互本地感知結果，每個感知節點按照融合準則處理多個感知節點的結果，得到協作感知結果。

進一步的，目前常用的融合準則包括：Or（或）、And（與）、Voting（投票）等，其基本原理是：感知節點傳輸1比特的硬判決本地感知結果，用于表示目標頻譜占用或空閑；融合中心/感知節點根據多個感知節點的本地感知結果得到協作感知結果，判決目標頻譜占用或空閑。其中，Or融合準則：當多個協作感知節點中，至少一個感知節點本地判決結果為目標頻譜占用時，協作感知結果為目標頻譜被占用；And融合準則：當多個協作感知節點中，所有感知節點本地判決結果均為目標頻譜占用時，協作感知結果為目標頻譜被占用；Voting融合準則：當多個協作感知節點中，本地判決結果為目標頻譜占用的感知節點數量超過或等于一定門限時，協作感知結果為目標頻譜被占用。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在以下問題：

如圖1所示，為CR系統集中式協作感知結果的傳輸方法，在CR系統協作感知結果傳輸方法中，由于所有感知節點都需要上報或交互感知結果，一般融合中心會分配（或者感知節點間會協商）每個協作感知節點感知結果上報/交互所需的無線傳輸資源；當協作感知節點數目較多時，會導致非常高的資源開銷，降低了CR系統中可用于業務傳輸的無線資源，降低了CR系統的容量。

例如，在集中式協作感知過程中，CR系統待感知的目標頻譜為4個，每個目標頻譜的協作感知節點為10個，假設各目標頻譜的感知節點不同，則CR系統中感知節點總數為40個，融合中心需要為40個感知節點調度分配感知結果傳輸所需資源，在周期性協作頻譜感知中，CR系統在每個感知周期需要為40個感知節點調度分配感知結果傳輸所需資源，導致了非常大的資源開銷。

發明內容

本發明實施例提供一種認知無線電系統中的協作頻譜感知方法和設備，以降低協作頻譜感知過程中的資源開銷。

為了達到上述目的，本發明實施例提供一種認知無線電系統中的協作頻譜感知方法，該方法包括：感知節點與感知結果接收節點之間預先約定目標頻譜感知結果的傳輸資源與傳輸方式；所述感知節點利用所述目標頻譜感知結果的傳輸資源與傳輸方式向所述感知結果接收節點發送所述目標頻譜上的本地感知結果。