[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

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于地面数字电视广播频段的频谱检测分配方法和系统。

背景技术

当前，无线通信设备迅速增加，可用于无线通信的频谱资源却日趋稀少，频谱资源已愈加珍贵。但在授权频段却存在大量的“频谱空洞”，这些“频谱空洞”在大部分时间中没有授权用户使用，如何利用这些“频谱空洞”便成为一个研究热点。认知无线电频谱检测技术因此应运而生，该技术允许未授权用户(认知用户)在授权用户未使用“频谱空洞”的情况下，可利用授权用户频段进行通信。如何检测授权用户未使用的空闲频段就成为一个重要的研究点，同时在检测到空闲频段后，如何将这些空闲频段分配给需要通信的认知用户也十分重要。DVB-T是指数字地面电视广播系统标准，其频段范围为50～878Mhz，DVB-T频段往往只在某一时段被占用，某些频段长时间得不到充分的利用。因此，在不干扰DVB-T频段授权用户的情况下，将空闲频段充分利用起来，能很大程度上提高频谱利用率。

目前，认知无线电的频谱检测方法往往采用能量检测等算法，这种算法只能检测到信号的有无，而无法识别授权信号。对于DVB-T信号，可以采用循环前缀检测算法进行检测，但此方法却无法识别频段内是否有其他信号。将上述两种算法结合起来，能实现对频段进行精确的检测。然而，如果每一个频段同时采用两种算法进行检测又会浪费大量时间。另外，在对空闲频段的利用上，往往是认知用户发起频谱检测，当检测到空闲频段便对其进行占用，这样每次当授权重新占用频段时又要重新检测。这样频繁的进行频谱检测将浪费认知用户的传输时间。并且当授权用户返回占用频段时，认知用户会对授权用户造成干扰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于地面数字电视广播频段的频谱检测分配方法和系统，其能对DVB-T频段全频段检测，自适应的切换频段，准确实时的找出空闲频段并分配给各个认知用户使用。在此基础上，本发明还能检测到授权用户的出现并使认知用户及时退出并切换到其他空闲频段。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

基于地面数字电视广播频段的频谱检测分配方法，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；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，随后继续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；