[發(fā)明專(zhuān)利]時(shí)間異步且循環(huán)前綴長(zhǎng)度已知情況下的OFDM頻譜感知方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310168240.8
• 申請(qǐng)日: 2013-05-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103248443A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金明;王炯滔;李有明;王剛;王曉麗;陳杰輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B17/00
• 分類(lèi)號(hào): H04B17/00;H04L27/26
• 代理公司: 寧波奧圣專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中的頻譜感知技術(shù)，尤其是涉及一種時(shí)間異步且循環(huán)前綴長(zhǎng)度已知情況下的OFDM頻譜感知方法。

背景技術(shù)

隨著各種無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，頻譜資源的重要性和稀缺性日益凸顯。大量的研究表明，當(dāng)前的頻譜短缺現(xiàn)狀并不是由于頻率資源物理上的不足，而主要是由于固定頻譜分配管理機(jī)制導(dǎo)致頻譜利用率低造成的。認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電正是試圖通過(guò)提高頻譜利用率，從本質(zhì)上解決無(wú)線(xiàn)通信的資源越來(lái)越緊缺的問(wèn)題而提出的。它能夠?qū)崟r(shí)感知周?chē)耐ㄐ怒h(huán)境，識(shí)別出可利用的空閑信道，然后根據(jù)頻譜感知結(jié)果自適應(yīng)地調(diào)整認(rèn)知無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)參數(shù)，使得認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)具有智能化辨識(shí)與改變頻譜使用機(jī)會(huì)的能力。為了防止對(duì)已有通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)必須能夠有效可靠地識(shí)別出空閑信道，因此頻譜感知是認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

正交頻分復(fù)用（Orthogonal?frequency?division?multiplexing，OFDM）技術(shù)具有頻譜利用率高等特點(diǎn)，該技術(shù)是當(dāng)前和將來(lái)無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)被廣泛采用的技術(shù)。因此對(duì)OFDM信號(hào)的頻譜感知（即判斷信道中是否存在OFDM信號(hào)）具有非常重要的意義?，F(xiàn)有的針對(duì)OFDM信號(hào)的頻譜感知方法主要可以分為頻域檢測(cè)法和時(shí)域檢測(cè)法兩類(lèi)。其中，頻域檢測(cè)法需要計(jì)算采集信號(hào)的頻譜，因此具有較大的計(jì)算量；時(shí)域檢測(cè)法主要利用OFDM信號(hào)中循環(huán)前綴的自相關(guān)特性實(shí)現(xiàn)頻譜感知。Chaudhari等人于2009年在《Autocorrelation-Based?Decentralized?Sequential?Detection?of?OFDM?Signals?in?Cognitive?Radios（認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電中基于自相關(guān)的OFDM信號(hào)分布式序貫檢測(cè)方法）》中提出了利用循環(huán)前綴的自相關(guān)特性，通過(guò)計(jì)算接收信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)頻譜感知，但是該方法沒(méi)有考慮到自相關(guān)函數(shù)的非平穩(wěn)特性。針對(duì)這一問(wèn)題，Axell等人于2011年在《Optimal?and?Sub-Optimal?Spectrum?Sensing?of?OFDM?Signals?in?Known?and?Unknown?Noise?Variance（已知和未知噪聲方差時(shí)的OFDM最優(yōu)和次優(yōu)頻譜感知方法）》中提出了一種新的基于接收信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)的頻譜感知方法，該方法與Chaudhari等人提出的方法相比，該方法具有更優(yōu)的檢測(cè)性能，但是該方法要求時(shí)間同步。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種時(shí)間異步且循環(huán)前綴長(zhǎng)度已知情況下的OFDM頻譜感知方法，其能夠有效地提高OFDM信號(hào)的頻譜感知性能，且計(jì)算復(fù)雜度低。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種時(shí)間異步且循環(huán)前綴長(zhǎng)度已知情況下的OFDM頻譜感知方法，其特征在于它的處理過(guò)程為：首先，對(duì)來(lái)自監(jiān)測(cè)信道的接收信號(hào)進(jìn)行采樣，得到采樣信號(hào)；然后，根據(jù)采樣信號(hào)中的采樣值，計(jì)算采樣信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)；接著，在時(shí)間異步情況下，根據(jù)采樣信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)中的自相關(guān)系數(shù)，計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量；最后，根據(jù)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量與判決門(mén)限的大小，判斷監(jiān)測(cè)信道是否處于空閑狀態(tài)。

它具體包括以下步驟：

①利用認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中的采樣模塊對(duì)來(lái)自監(jiān)測(cè)信道的接收信號(hào)進(jìn)行M次采樣，得到由M個(gè)采樣點(diǎn)的采樣值構(gòu)成的采樣信號(hào)，其中，M=K×(N_c+N_d)+N_d，K表示任意正整數(shù)，N_c表示OFDM信號(hào)的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度，N_d表示OFDM信號(hào)的子載波的個(gè)數(shù)；