[发明专利]直接接收机检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及认知无线电中的频谱检测技术，尤其涉及一种直接接收机检测方法及系统。

背景技术

目前，认知无线电中的干扰可以分为两种，一种是从用户(Secondary User)使用主用户(Primary User)的授权频段带来的直接的干扰；另一种是由于从用户频谱检测的不准确，造成从用户使用不应该使用的频段，从而对主用户造成干扰，此类干扰典型的场景是隐蔽站问题(Hidden Terminal Problem)。下面对隐蔽站问题进行简单介绍。

图1所示为典型的隐蔽站问题的场景，这也是认知无线电系统中一类难解决的干扰问题。只依靠传统的发射机检测(Transmitter Detection)，从用户C检测不到主发射机(Primary Transmitter)A向主接收机(Primary Receiver)B通信使用的频率f₁。也就是说，f₁将被C作为频谱空洞使用。然而主接收机B处于C的发射信号范围内，C对f₁的使用将对B造成干扰。在B更接近C时，这种干扰甚至可能导致A、B之间通信的失败。产生隐蔽站的原因主要有两种，一种是由于路径损耗造成主发射机的信号强度到达从用户处时已经小于从用户的频谱空洞判决门限；另一种是由于遮挡等原因造成的主发射机信号强度的减小。

目前对此类干扰问题的解决方案主要有两大类：第一，对发射机检测进行完善和改造，第二，接收机检测。

第一大类是对发射机检测进行完善和改造。下面介绍两种方法：第一种，频谱机会检测方案：增大从用户发射机检测的检测范围，减少隐蔽站问题出现的概率；第二种，双向信号下的频谱分配：发射机发射通知信号告诉从用户其授权频段是否可被使用。

首先介绍一下频谱机会检测方案。如图2所示，为现有的频谱机会检测方案示意图。图2中，Rp是主用户的通信半径，r_tx是从用户的检测半径。如果按照r_tx进行传统的发射机检测，那么主接收机PRx1就是一个隐蔽站问题。从用户A将其授权接收频率作为频谱空洞使用会对PRx1产生干扰。将从用户的检测半径增大至Rp+rtx，则从用户能够检测到PRx1对应的发射机PTx1正在工作，其频率是不能够作为频谱空洞的。这样就解决了隐蔽站问题以及相应的干扰。

但是，该方案有着明显的不足。第一，如果隐蔽站问题是由遮挡造成的，那么即使增大了从用户的检测范围也不能够检测到主发射机PTx1的存在，隐蔽站问题仍然存在。第二，该方案增大了暴露站问题出现的概率。从用户按照r_tx进行检测的情况下，只有PRx3是暴露站问题，而按照Rp+r_tx进行检测时，PRx4也成为了暴露站。也就是说，从用户原本只将PRx3的授权频率浪费了，而是用了频谱机会检测方案的情况下将PRx3和PRx4的授权频率都浪费了。虽然隐蔽站问题有所减轻，但是暴露站问题随着从用户检测范围的增大而加剧。

下面介绍双向信号下的频谱分配方案。主系统基站发射两种信号来告知从用户是否可用自己的授权频段。这两种信号是否定信号和授权信号。但是由于遮挡等原因从用户不一定能够收到正确的否定信号，这时如果从用户使用主基站的频段则会对主用户接收机造成干扰，也就是隐蔽站问题。于是提出利用转发站的方式来解决隐蔽站问题。

如图3所示，为现有的双向信号下的频谱分配方案示意图。转发站S配给主基站1，用于转发主基站1的否定信号。转发站S在主基站1和2之间移动，则转发站会将主基站1的否定信号有效传送给从用户。由于隐蔽站问题是由于路径损耗和遮挡等原因造成的，所以通过以上分析可以看出该方案能够解决隐蔽站的产生原因，进而解决隐蔽站问题。

该方案的不足主要有两点。第一，该方案相当于变相的增大了从用户的检测范围，其弊端与频谱机会检测方案相同--仍然不能够彻底解决隐蔽站问题并增大了暴露站问题的产生概率。第二，该方案需要给每个基站配备转发站并且需要转发站向基站周围的各个方向游动才能够有效地实施该方案。这一改动的成本很大且实现效果并不非常明显，因为主用户通常不知道从用户的具体位置，也就是说转发站S移动的方向并不能提前预知。

目前解决隐蔽站等干扰问题的第二大类解决方案是进行接收机检测。由于干扰的受害者是主接收机，所以从用户在发射时按照主接收机的频率使用情况确定频谱空洞就能够根本上解决隐蔽站问题。现有的接收机检测主要有两种：本振泄露检测和基于干扰温度的检测。