[发明专利]一种认知无线电干扰预测方法及系统

权利要求书

1.一种认知无线电干扰预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)分析历史频谱信息，并寻找干扰规律；具体包括以下子步骤：

(11)将历史频谱信息进行整合处理，形成时间序列S；

(12)对时间序列S进行分析，利用基于后缀数组的频谱预测技术，找出连续重复出现的子序列，即干扰规律；具体为：

(a)得到时间序列S的所有后缀，所述后缀是指从某个元素开始到整个序列尾结束的一个特殊子序列，序列S的从第i个元素开始的后缀表示为Suffix(i)；

(b)采用“字典顺序”比较，将后缀进行排序；

(c)把排好序的后缀的开头位置顺次放入后缀数组Sa中；

(d)根据后缀数组Sa，得到height数组；height数组的元素是排名相邻的两个后缀的最长公共前缀长度；

(e)利用height数组，把后缀数组Sa分为若干组，每组后缀之间的height值不小于k，其中，k＝len(S)/2，len(S)为时间序列S的元素个数，即序列长度；

(f)在每组的后缀中，判断每个后缀的Sa[i]值与相邻后缀的Sa[j]值之差是否等于k；若满足条件，则这两个相邻后缀之间的公共前缀为长为k的重复子序列；若存在重复子序列，选取重复次数最多的子序列作为时间序列，并重复上述步骤，直至找不到重复子序列；否则令k＝len(S)/2-1,len(S)/2-2,…,2,1，并重复上述步骤，直到找到重复次数最多的子序列作为时间序列；

(2)分析所述干扰规律，寻找最佳接入频段；具体包括以下子步骤：

(21)对干扰规律进行分析，找出干扰规律中每个元素对应的最佳接入频段，即每个频谱状态下，选择的通信频段可用时间最长；具体为：寻找当前元素中频谱状态为空闲的位；根据后续的元素中频谱状态为空闲的位，寻找空闲时间最长的信道，所述空闲时间最长的信道为当前元素所代表的频谱状态下的最佳接入频段；

(22)将干扰规律中每个元素与其对应的最佳接入信道一同进行存储；

(3)根据得到的最佳接入频段，实现通信频段动态接入；具体包括以下子步骤：

(31)采用周期静默期的方式，当通信端处于静默期时，依次点名各感知节点，使各感知节点上传感知的频谱状态信息至管理中心；

(32)管理中心接收到感知检测点上报的频谱状态，进行协作合并；

(33)工作频段平均分成n个信道，探测出信道的“忙、闲”状态，将频谱状态信息转换成二进制数；

(34)根据干扰规律数组预测出下一时刻的频谱状态，并给通信节点分配最佳接入频点进行通信；

(35)管理中心对感知节点周期上报的频谱信息进行监控，当发现工作频段内干扰规律发生变化时，重新对干扰规律进行学习分析，使系统适应新的干扰环境；若规律未改变则通信一定时间后，返回步骤(31)。

2.根据权利要求1所述的认知无线电干扰预测方法，其特征在于，所述步骤(34)具体为：若发现通信频率与干扰发生冲突时，切换到当前频谱状态对应的最佳通信信道；若预测到下一时刻，通信频率将干扰发生冲突，提前切换通信信道，选择当前频谱状态对应的最佳信道频率；若通信频率未与干扰发生冲突且下一时刻也不会与干扰发生冲突，则保持当前通信频率不变。

3.根据权利要求1所述的认知无线电干扰预测方法，其特征在于，所述历史频谱信息采用以下方法获得：采用周期静默期的方式使通信端处于静默期，依次点名各感知节点，使各感知节点上传感知的频谱状态信息至管理中心；管理中心接收到感知检测点上报的频谱状态，进行协作合并；将频谱状态信息转换成二进制数：将工作频段平均分成n个信道，探测出信道的“忙、闲”状态，信道被占用时用数字“1”表示，信道未被占用时用“0”表示，则工作频段内每一时刻的频谱状态表示为n位二进制数，将历史频谱数据存储到数组中；重复上述步骤直至达到预设的感知次数。

4.一种认知无线电干扰预测系统，其特征在于，包括感知节点、通信节点与管理中心；

所述感知节点负责对设定工作频段进行频谱感知，并向管理中心提供频谱检测结果；所述通信节点能够在节点间实现通信业务的实时传输，并按照管理中心分配的频率进行通信频率的修改；所述管理中心能够根据感知节点提供的频谱状态信息，分析、学习干扰规律，实现对干扰的预测并为通信业务选取合适的频段以供其进行通信；所述管理中心与各节点通过固定的控制信道进行通信，所述通信节点之间的通信信道则通过管理中心根据干扰频谱状态进行动态分配；各节点根据权利要求1-3中任一权利要求所述的认知无线电干扰预测方法进行联合工作。