[发明专利]认知无线电带内频谱动态检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线电技术领域的方法，具体是一种认知无线电带内 频谱动态检测方法。

背景技术

随着无线通信业务的普及和发展，目前的无线通信服务重点已向视频、音 频和高清晰图片等宽带服务转移，而无线频谱资源的缺乏已成为高性能宽带数 据服务推广的严重阻碍。美国联邦通信委员会(FCC)在2002年“Spectrum policy task force report(频谱策略任务工作报告)”中指出：当前大部分的授权频 段未得到充分利用。而认知无线电技术的出现，能有效地解决频谱资源的紧缺 和现有频段利用率低下的矛盾。认知无线电网络中，由于主用户(Primary User， PU)在某时某地并不是一直使用其授权频段，故次用户(Secondary User，SU) 可以“见缝插针”地使用主用户暂时未使用的频段进行通信；当主用户需要使 用该频段进行工作时，次用户则主动撤出该授权频段。

在认知无线电网络系统中，频谱感知是动态频谱接入、频谱资源管理的基 础，其主要包括：频谱检测算法和频谱检测机制两个方面的研究。频谱检测机 制包含带外检测和带内检测两个部分，带外检测是指在未获得授权频段使用权 时，次用户感知各个授权频段以寻找空闲信道；带内检测是指次用户监测其占 用的授权频段，以便在检测到主用户出现时迅速撤出。频谱检测机制的设计目 的是提高频谱感知效率，在最小化对主用户干扰的同时最大化次用户的频谱利 用率。评估对主用户干扰的主要指标包括次用户的检测准确度和退避延时两个 方面。

目前带内检测机制的研究主要集中于在传统的周期性带内检测机制的基础 上优化次用户数据传输性能，部分研究考虑到提高次用户检测准确度，但普遍 缺乏对于降低次用户退避延时的深入研究。而带内检测机制的设计与次用户对 于主用户的干扰程度密切相关，尤其在主用户对次用户退避延时的敏感程度较 高的场景中，如何有效地减少退避延时，降低次用户对主用户的干扰已成为带 内检测机制一个重要的设计目标。

经对现有文献检索发现相关文献如下：

1、Liang YC等人在《IEEE Transactions on Wireless Communications (IEEE无线通信期刊.2008.1326-1337)》上发表了题为“Sensing-Throughput Tradeoff for Cognitive Radio Networks(认知无线电网络的频谱感知和吞吐 量的折中)”的文章，该文研究了检测时长与次用户吞吐量的关系，得出了最大 化次用户可达吞吐量的条件下的最佳检测时长，但该技术限制在给定的次用户 检测准确度下进行讨论分析，而未考虑如何进一步提高次用户检测准确度或降 低退避延时。

2、Yiyang Pei等人在《PIMRC 2007(IEEE 2007个人、室内、移动通信会 议)》上发表了题为“Sensing-Throughput Tradeoff in Cognitive Radio Networks：How Frequently Should Spectrum Sensing be Carried Out？(认 知无线电网络的频谱感知和吞吐量的折中：频谱感知的执行频率是多少？)”的 文献，该文研究了带内检测周期长度与次用户可达吞吐性能的关系，并给出了 最佳检测周期，但该技术仍然限制在给定的次用户检测准确度下进行讨论分析， 未考虑如何进一步提高次用户检测准确度或降低退避延时。

3、Ghasemi A等人在《CCNC 2007(IEEE 2007消费通信和网络会议)》上 发表了题为“Optimization of Spectrum Sensing for Opportunistic Spectrum Access in Cognitive Radio Networks(动态频谱接入的认知无线电网络中频 谱感知的优化)”的文章，该文综合考虑了检测速度与检测性能，通过最大化次 用户的可达吞吐量计算最优检测时长，但该技术只专注检测准确性的优化，未 讨论如何缩短退避延时。