[发明专利]一种频谱感知方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信中的认知无线电系统领域，特别是涉及一种频谱 感知方法和装置。

背景技术

无线频谱资源是一种十分稀有的资源。在现有的无线频谱管理模式 中，频谱被划分成很多小块，然后分配给不同的应用。随着无线应用的快 速发展，未被分配的频谱段越来越少，这造成了无线频谱资源的紧张。然 而，另一方面，已经分配出去的频谱并没有被充分利用，例如：无线电视 使用的54MHz-862MHz频段在大部分时候都是闲置的。如果能将这些闲 置的频段利用起来，则可以大大提高频谱的使用效率。

认知无线电系统是一种新兴的可以有效利用闲置授权频段的无线电 通信系统，它通过感知周围环境来找到空闲频谱并利用它们来传输数据。 因为认知无线电使用的是授权用户的空闲频谱，它首先要考虑的是不能干 扰授权用户的正常通信。一旦空闲频谱被授权用户重新利用起来，认知无 线电用户必须迅速的滕出此信道。通过这种方式，认知无线电系统可以在 不干扰授权用户工作的前提下灵活的接入频谱，从而提高频谱的使用效 率。

频谱感知器是认知无线电系统中最重要的模块，它担负着识别空闲频 段的任务，它应该在非常短的时间内鉴别出频段是空闲的还是被占用的。

假设现在要检测的频段是从f₁Hz到f₂Hz，这段频段内的基带接收信 号为y(t)(y(t)已经通过带通滤波并已转化到基带)。接收机需要对y(t)进 行抽样并转化为数字信号后根据特定的算法来判断y(t)信号是否包含授 权用户的信号，从而来确定这段频谱是否被授权用户所占用。

一般情况下，认知系统对于频谱感知器都有一个最低的性能要求，即 在抽样样本容量不超过N_M的情况下，当信噪比不低于SNR_d时，虚警概率 α和漏警概率β不能分别大于α_d和β_d。

现有的频谱感知器需要等到获取所有N_M个抽样信号后，才开始判定 这段频谱是否有被授权用户所占用，效率并不高，因此，需要一种更为有 效的频谱感知方法和装置。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的是提出一种频谱感 知方法和装置，以更有效地判定待测频谱是否被授权用户占用。

为了达到上述目的，本发明提出了一种频谱感知方法，包括：

步骤1：对待测频段内的基带信号进行抽样，将预定数量的抽样值设 为一个抽样值组，并依次对抽样值组进行编号，且当获得编号为1的第一 个抽样值组即执行步骤2，同时继续抽样；

步骤2：计算所述抽样值组的校验统计量，并根据信噪比门限值、虚 警概率门限值和漏警概率门限值计算出上门限和下门限；

步骤3：根据所述校验统计量、上门限和下门限判定所述频段的状态： 当无法判定所述频段的状态时，对下一个抽样值组执行步骤2，否则结束。

作为上述技术方案的优选，所述步骤3具体为：

若所述校验统计量大于所述上门限，判定所述频段已被授权用户占 用，并停止抽样；

若所述校验统计量小于所述下门限，判定所述频段是空闲频段，并停 止抽样；

若所述校验统计量大于或等于所述下门限且小于或等于所述上门限：

若所述预定数量与所述抽样值组编号的乘积等于最大样本容量， 且所述校验统计量大于或等于一预定值时，判定所述频段已被授权用户占 用，并停止抽样；

若所述预定数量与所述抽样值组编号的乘积等于最大样本容量， 且所述校验统计量小于一预定值时，判定所述频段是空闲频段，并停止抽 样；

若所述预定数量与所述抽样值组编号的乘积小于最大样本容量， 无法判定所述频段的状态，对下一个抽样值组执行步骤2。

作为上述技术方案的优选，当步骤2中的所述抽样值组为第一组抽样 值组时，所述校验统计量T₁、上门限A₁和下门限B₁的计算具体为：