[发明专利]认知无线电系统频谱检测策略、基站和终端设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种认知无线电系统频谱检测策略、基站和终端设备。

背景技术

随着无线通信技术及业务的发展，无线网络正面临着有限频谱资源与大量业务对频谱资源需求的矛 盾。为此，业界提出了认知无线电(Cognitive Radio，CR)技术，CR技术是一种新型的智能频谱共享技术 可主动检测并机会式利用授权频段中的频谱空穴(所述频谱空穴为已分配给授权用户但未被其使用的空闲 频谱)，实现不可再生频谱资源的再次利用。

CR系统是由CR基站和所关联的多个CR用户构成的通讯系统，可以通过感知频谱环境，获得频谱空穴。 如图1所示，在CR系统的实际无线应用场景中，通常包括：授权用户、认知用户(也称CR用户)、CR基 站。

授权用户，授权使用某一频段的用户，该授权用户与CR系统间无任何交互信息。

CR用户，用于检测周围无线频谱环境中是否存在授权用户，并和CR基站实现通讯。

CR基站，负责从CR用户处收集上传的本地检测信息并按照一定的融合决策规则对检测信息进行融合 处理，最终做出关于授权用户是否出现的全局合作检测判决，并和关联CR用户实现通讯。

在实际应用中CR系统对周围无线频谱环境的准确、有效检测是提高CR系统频谱利用率同时保护授权 用户免受干扰的重要前提和核心环节。然而在CR技术的实际应用场景中，由于CR系统与授权用户间无任 何交互信息(CR透明性原则)，加之无线信道(授权用户与CR用户间无线信道)上阴影、多径、噪声不确 定等不利因素的影响，要求所有CR用户统一执行全频段范围内的微弱授权信号的准确快速检测是复杂度 极高的，在现有硬件设备条件下通常难以实现。

本发明针对上述问题，充分考虑了无线传播信道的差异，采用子集合划分和线性规划理论，实现了对 检测信道集合的最优化策略选择，实现CR系统对全频段范围的检测，提高了CR系统整体检测性能。而且 本发明应用于集中式网络结构，适用于IEEE802.22标准。

发明内容

本发明实施例解决的技术问题在于提供了一种认知无线电系统频谱检测策略、基站和终端设备，提高 了CR系统的频谱检测性能，在硬件条件受限的条件下可实现对全频段范围的检测。

为了达到上述技术效果，本发明实施例的一种认知无线电系统频谱检测策略，包括：

CR基站首先根据检测信道相似度划分检测信道子集，从每一个信道子集中依次选取信道构成检测策略 集合。

然后，CR基站根据所关联的每个CR用户检测到的授权用户SNR存在的差异性，基于检测策略集合， 利用线性规划的方法选取最优化的频谱检测策略，并发送给所关联的每个CR用户。

与所述CR基站关联的CR用户基于最优化的频谱检测策略检测周围无线频谱环境中是否有授权用户信 号，并将本地检测汇报给所述CR基站；

所述CR基站根据所述CR用户汇报信息按照融合决策规则确定无线频谱环境中是否有授权用户信号以 确定所述授权用户的频谱是否空闲。

相应地，本发明实施例还提供了一种基站，其包括：

初始化单元，初始化与本基站关联的CR用户集并根据可机会式占用的授权频谱确定检测信道集合；

检测信息发送单元，根据初始化单元输出向所有基站关联CR用户发送检测信道集合；根据初始化单 元和检测策略单元输出向所有基站关联CR用户发送最优化检测策略；

检测策略单元，根据关联CR用户检测到的检测信道集合中各个信道的SNR，划分检测信道集合，以及 根据线性优化来选择最优化检测策略；

检测信息接收单元，接收关联CR用户发送的检测信道集合中各个信道的SNR，接收关联CR用户发送 的本地检测信息；

融合决策单元，用于根据所述检测信息接收单元接收的本地检测信息按照融合决策规则确定无线频谱 环境中是否有授权用户信号以确定所述授权用户的频谱是否空闲，得到全频段的频谱占用情况。

相应地，本发明实施例还提供了一种认知无线电系统，包括至少一个CR基站，所述CR基站下包括多 个CR用户，其中，所述CR基站包括：

初始化单元，确定本基站关联的CR用户集并根据可机会式占用的授权频谱确定检测信道集合；

检测信息发送单元，根据初始化单元输出向所有基站关联CR用户发送检测信道集合；根据初始化单 元和检测策略单元输出向所有基站关联CR用户发送最优化检测策略；