[发明专利]基于地面数字电视广播频段的频谱检测分配方法和系统

权利要求书

1.基于地面数字电视广播频段的频谱检测分配方法，其特征是包括如下步骤：

(1)认知中心处理器通过认知通信机向基站通信机发送通信请求，基站通信机将请求信息传输至基站中心处理器，基站中心处理器记录认知用户数量；

(2)射频天线接收DVB-T频段信号，射频前端将整个频段按照预设的子频段带宽分段数个子频段，基站中心处理器通过改变射频前端本振的输出频率将各个子频段搬移到零频，并将其分为I、Q两路后送入基带处理模块中；

(3)基站中心处理器内设有空闲频段频谱池和已分配频段频谱池；基站中心处理器依次判断DVB-T频段内的各个子频段是否存在于已分配频段频谱池内；

当子频段不存在于已分配频段频谱池内时，即表示该子频段没有被认知用户占用；此时，基站中心处理器向基带处理模块发送能量检测的命令，基带处理模块采用能量检测方法判断该子频段是否空闲；当该子频段被判断为空闲频段时，则基带处理模块向基站中心处理器发送该子频段空闲的命令，基站中心处理器将该子频段放入空闲频段频谱池中，并控制射频前端本振立刻切换到下一子频段；当该子频段被判断为非空闲频段时，则基带处理模块向基站中心处理器发送该子频段占用的命令，基站中心处理器直接控制射频前端本振切换到下一子频段；

当子频段存在于已分配频段频谱池内时，即表示该子频段已被认知用户占用；基站中心处理器向基带处理模块发送循环前缀检测的命令，基带处理模块采用环前缀检测方法判断该子频段内是否有DVB-T信号；当该子频段未检测到DVB-T信号即无授权用户时，则基带处理模块向基站中心处理器发送该子频段被认知用户占用命令，基站中心处理器将该子频段保留在已分配频段频谱池中，然后控制射频前端本振切换到下一个子频段；当该子频段检测到DVB-T信号即有授权用户时，则基带处理模块向基站中心处理器发送该子频段被授权用户占用命令，基站中心处理器暂停射频前端本振的频段切换，并立刻通过基站通信机发送该子频段被占用的命令给认知通信机，然后将该子频段移出已分配频段频谱池，随后控制射频前端本振切换到下一个子频段；认知通信机随之通知认知中心处理器立刻停止占用该子频段并重新向基站发起通信请求；

(4)当基站中心处理器检测完整个DVB-T频段后，基站中心处理器内空闲频段频谱池记录了所有空闲频段信息，已分配频段频谱池内记录了所有已分配频段信息；同时，基站中心处理器根据认知用户数量将空闲频段频谱池内的空闲频段信息通过基站通信机广播出去，认知通信机接收基站通信机广播的空闲频段信息，并将该空闲频段信息传输给认知中心处理器，认知中心处理器控制认知用户本振调整通信频率到空闲频段，认知用户之间利用该空闲频段进行通信；与此同时，基站中心处理器将广播出去的空闲频段信息放入已分配频段频谱池中；

(5)以上为一个检测周期，当一个周期检测完毕并将空闲频段分配后，基站中心处理器清空空闲频段频谱池，并开始下一个周期的检测。

2.根据权利要求1所述基于地面数字电视广播频段的频谱检测分配方法，其特征是，上述步骤(2)中，预设的子频段带宽设为8MHz。

3.根据权利要求1所述基于地面数字电视广播频段的频谱检测分配方法，上述步骤(3)中，基站中心处理器仅将判断为空闲的子频段的中间值放入到空闲频段频谱池中。

4.根据权利要求1所述频谱检测分配方法而设计的基于地面数字电视广播频段的频谱检测分配系统，其特征在于：主要由基站中心处理器、射频前端、基带处理模块、基站通信机、认知中心处理器、认知通信机和认知用户组成；射频前端的数据输出端与基带处理模块相连；基站中心处理器分别连接射频前端的射频前端本振、基带处理模块和基站通信机；认知中心处理器分别连接认知用户的认知用户本振和认知通信机；基站通信机与认知通信机通过天线相连。

5.根据权利要求4所述的基于地面数字电视广播频段的频谱检测分配系统，其特征在于：所述射频前端主要由射频天线、前低通滤波器、低噪声放大器、衰减器、第二级放大器、混频器、射频前端本振、后低通滤波器和自动增益控制器顺序连接组成；射频天线的输出端连接前低通滤波器的输入端；前低通滤波器的输出端连接低噪声放大器的输入端；低噪声放大器的输出端经衰减器与第二级放大器的输入端相连；第二级放大器的输出端连接混频器的一输入端，基站中心处理器经射频前端本振连接混频器的另一输入端；混频器的输出端分为I、Q两路输出端，I、Q两路输出端各经后低通滤波器和自动增益控制器后，与基带处理模块的一路输入端相连。