[發明專利]一種電力光載無線通信系統的頻譜感知方法

有效

• 申請號: 201410768663.8
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN104468000A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 郭經紅;姚繼明;梁云;李炳林;黃鳳;王瑤;朱亮;繆巍巍;李偉
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;江蘇省電力公司信息通信分公司
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種感知方法，具體涉及一種電力光載無線通信系統的頻譜感知方法。

背景技術

因為電力系統的特殊性，對通信傳輸安全性、可靠性、實時性等都有著嚴格的要求，且利用電網發展通信具有特殊優勢，我國很早就建立了電力專用通信網。隨著電力通信網絡建設的不斷推進，電力系統已經擁有的豐富的光纜資源，各級光纖通信網絡實現了互聯互通，為電網事業的發展提供了重要支撐作用。而由于電網網架結構的覆蓋范圍廣、接入節點多等特點，還存在光纖資源無法到達的地區，從經濟性、復雜性、建設周期等方面考慮，無線通信技術是解決這類地區通信問題的有效手段。

電力光載無線通信系統是在智能電網廣域測量、海量信息傳輸與處理、靈活互動的需求背景下提出，該系統利用電力已有的光纖資源和專用的無線頻段，建設電力專用無線通信接入網絡。

電力光載無線通信系統是面向電力系統應用的專用通信系統，可充分利用已有的光纖資源，同時利用無線技術延伸通信范圍，發揮兩種通信方式的優勢，具有重要的應用意義。電力系統光纖資源豐富，不存在資源短缺等問題，而無線頻率由于其本身的不可再生性，且電力專用無線頻段資源較少，存在資源匱乏等問題，在現有的頻率資源分配準則局限下，需充分利用已有的頻率資源，提高頻率資源利用率，同時提升系統抗干擾水平，保證無線傳輸性能。

認知無線電(Cognitive?radio，CR)利用頻率感知技術可及時發現空閑頻率并在遵守一定準則的條件下進行使用，可有效提高頻率利用率，緩解頻率資源匱乏的現狀。頻譜感知技術是整個認知無線電技術的基礎，現階段比較關注的是無線頻譜環境的感知，如頻譜的利用情況，然后在此基礎上實現對參數的配置和對無線資源的管理。頻譜感知的目的就是找出在時域、頻域、空域上的空閑的頻譜，發現頻譜空穴，使非授權用戶能夠發現授權頻段內的空閑頻譜資源加以利用。為了不對授權用戶的使用造成干擾，感知用戶在傳輸的過程中要周期性快速地進行感知檢測，一旦發現授權用戶的出現就要及時釋放占用的資源供授權用戶使用，以免對授權用戶的使用造成干擾。

采用頻譜感知技術，可及時感知通信頻段的性能，及時調整系統使用頻段，具有更好的傳輸性能，同時，利用頻譜感知技術，還可及時發現各類頻段的干擾情況，有助于規避干擾。頻譜感知方法性能將直接影響到系統的性能，快速、準確的頻譜感知方法具有十分重要的意義。為提高頻譜感知的準確性，協作頻譜感知得到了大量研究。

現有的協作頻譜感知算法都側重于理論技術研究，很少考慮到具體的應用場景。由于電力系統本身的特殊性，應用于電力系統的通信技術需考慮特殊應用場景下的應用方式。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種電力光載無線通信系統的頻譜感知方法，結合電力光載無線通信系統的架構特點和實際應用場景特點，并采用粗略檢測和精細檢測結合，具有降低感知功耗、提高感知準確度、縮短感知時間等優點。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種電力光載無線通信系統的頻譜感知方法，所述電力光載無線通信系統包括基帶單元、遠端單元和通信終端；所述方法包括以下步驟：

步驟1：遠端單元和通信終端執行獨立頻譜感知，為協作頻譜感知提供基礎數據；

步驟2：執行遠端單元側的第一級協作；

步驟3：若第一級協作不能確定目標感知頻段是否空閑，執行基帶單元側的第二級協作。

所述步驟1中，獨立頻譜感知采用粗略檢測階段和精細檢測階段分別進行感知，具體包括以下步驟：

步驟1-1：在粗略檢測階段，采用單門限判決的方式進行檢測；

步驟1-2：在精細檢測階段，采用雙門限判決的方式進行檢測。

所述步驟1-1中，遠端單元和通信終端選取感知周期內的部分采樣樣本進行能量計算并判決，判決目標感知頻段不空閑的遠端單元和通信終端將不執行精細檢測，并不發送任何數據，在粗略檢測中判決目標感知頻段空閑的遠端單元或通信終端將執行精細檢測。

所述步驟1-2中，遠端單元和通信終端選取感知周期內的剩余的部分采樣樣本進行能量計算并判決，精細檢測階段的判決結果與粗略檢測階段的判決結果進行與邏輯運算，只有粗略檢測階段和精細檢測階段的結果一致，才做出最終判決，并將最終判決結果發送給遠端單元，否則認為目標感知頻段不可用，也不發送最終判決結果給遠端單元。

所述步驟2具體包括以下步驟：

步驟2-1：收集每個遠端單元和其所關聯的通信終端執行獨立頻譜感知的最終判決結果；