[发明专利]一种电力无线专网系统的频谱扫描方法

说明书

本发明提供一种电力无线专网系统的频谱扫描方法，包括：在帧结构内确定扫频时隙，并在其中进行频谱扫描；将需扫描的扫描频段划分为多个子带；以抽取因子为间隔对数据抽取，抽取出扫描频段中尚未确定干扰情况的子带信号；对抽取的信号进行快速傅立叶变换，根据得到频谱信号获取其能量值，根据能量值的判断结果确定子带所在的频点的干扰情况；重复上述步直到频谱扫描完整；拼接出整个系统的各频点的干扰情况，并将该情况上报。本发明的电力无线专网系统的频谱扫描方法可以降低频谱扫描对用户通信质量和电力无线专网系统的吞吐量的影响避免各个频点的相互干扰，在快速感知频率干扰情况的同时，降低信号采样速率要求和减少计算复杂度。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种电力无线专网系统的频谱扫描方法。

背景技术

电力无线专网基于国家无线电管理委员会分配的230MHz专用频段进行通信，其频点离散分布在223MHz至235MHz总共12MHz带宽内，每个频点带宽25KHz，此外该频段范围内还有360个频点(共9MHz带宽)由各地市无线电管理处审批，需要申请使用。随着电力无线专网的应用和推广，230MHz频段频谱上可能同时存在230电力无线专网、230MHz数传电台、其它大功率电台共存的情况。为保障电力无线专网系统在230MHz频段上稳定运行，需采用频谱感知技术，230MHz频谱范围内频率使用和干扰情况，有效评估各频率子带的干扰水平，当发现频点已使用和干扰较大时需及时进行避让，动态选择无干扰或干扰较小的子带，优化通信质量，降低与异系统间干扰，以保障系统稳定运行。

现有频谱感知技术一般采用能量检测、循环平稳特征等算法，或者采用频谱扫描技术来进行检测。

但是，现有的能量检测算法受环境噪声以及门限所约束，导致接收信号会由于受到噪声和干扰的影响而不准确；而循环平稳特征算法利用了信号谱相关特征，从而导致计算复杂高且需要授权信号谱相关特征。现有的频谱扫描技术主要针对频谱扫描检测算法来进行优化，其在电力无线专网时分复用帧结构中没有定义相应的频谱感知时隙，此外，需要针对射频带宽和系统部署的频段进行实时计算，由于所需实时计算的带宽很宽，从而导致计算复杂。

北京邮电大学的中国专利(专利号：CN101895895B)提出了一种认知无线网络中的分级频谱感知方法及装置，其中提出的分级频谱感知方法利用时分系统帧结构中用于上下行转换的特殊子帧时隙来进行低级频谱感知。但是该专利仅仅针对认知无线网络中的分级频谱感知方法，并没有改善频谱占用计算的复杂度。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力无线专网系统的频谱扫描方法，以快速感知频率干扰情况，并减少计算复杂度。

为了实现上述目的，本发明提供一种电力无线专网系统的频谱扫描方法，其特征在于，包括：

S1：在一具有接收机的电力无线专网系统中，采用所述接收机在帧结构内确定扫频时隙，并在所述扫频时隙内进行频谱扫描，得到中频采样数据；

S2：将需扫描的扫描频段划分为多个子带；

S3：以抽取因子M为间隔对步骤S1所述的中频采样数据进行抽取，抽取出所述步骤S2中的扫描频段中的尚未确定干扰情况的子带的子带信号；

S4：对步骤S3抽取的子带信号进行快速傅立叶变换，得到其频谱信号；

S5：根据步骤S4得到的频谱信号获取所对应的子带信号的能量值，判断子带信号的能量值是否大于预定阈值，并根据判断结果确定该子带所在的频点的干扰情况；

S6：重复所述步骤S3-S5，直到频谱扫描完整；

S7：根据各子带的干扰情况拼接出整个电力无线专网系统的各频点的干扰情况，并将该情况上报给所述电力无线专网系统的基站或频谱协调设备。

所述接收机设置于所述电力无线专网系统的基站、终端或专用频谱扫描设备中。