一種頻譜檢測方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種頻譜檢測方法及其裝置，該方法包括：S1，對接收信號進行自干擾抑制計算，得到采樣信號；S2，根據(jù)所述采樣信號的采樣碼片的相位鄰差的個數(shù)和預(yù)設(shè)的虛警概率，計算判決門限；S3，計算所述采樣碼片的相位鄰差，并計算所述相位鄰差的均值；S4，根據(jù)所述相位鄰差的均值計算相位鄰差累加量；S5，根據(jù)所述相位鄰差累加量和所述判決門限判定主用戶是否存在。本發(fā)明的檢測方法及其裝置，使用雙全工的檢測方法可以實現(xiàn)檢測和傳輸同時進行的目的，并且其檢測速度快，計算復(fù)雜度低，穩(wěn)定性好。
【專利說明】一種頻譜檢測方法及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于相位鄰差的全雙工頻譜檢測方法 及其裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 無線通信種類和業(yè)務(wù)量的爆炸性增長，使頻譜稀缺問題日益嚴重。然而世界范圍 的頻譜調(diào)研發(fā)現(xiàn)已分配的頻譜資源并沒有被有效利用。認知無線電技術(shù)的提出就是為了解 決頻譜緊缺與資源利用不充分之間矛盾。在認知無線電中，次級用戶可以在不對主用戶造 成干擾的情況下動態(tài)地接入授權(quán)頻段，從而提高頻譜使用效率。為了不對主用戶造成干擾， 次級用戶在接入之前要先對授權(quán)頻段進行檢測，確定主用戶是否占用頻譜。所以，頻譜檢測 技術(shù)是認知無線電最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。
[0003] 現(xiàn)有的頻譜檢測方法主要有能量檢測，循環(huán)特征檢測和匹配濾波器檢測等。這些 方法很難在檢測性能，計算復(fù)雜度和穩(wěn)定性方面都達到較好的效果，在實際應(yīng)用時都存在 著各種各樣的缺點。
[0004] 如有一篇申請?zhí)枮?CN 200910046690"的中國專利，公開了一種基于特征循環(huán)頻 率的頻譜檢測方法。該方法利用對信號進行有限長度的循環(huán)譜處理，通過判別其在循環(huán)頻 率處的循環(huán)譜數(shù)值來判定主用戶信號是否存在。其實現(xiàn)過程是：首先，采集噪聲樣本進行循 環(huán)譜處理得到噪聲循環(huán)譜序列，再結(jié)合要求的虛警概率值來設(shè)定判決門限；然后對目標(biāo)頻 段的信號進行采樣，并進行循環(huán)譜處理；最后，比較目標(biāo)信號在循環(huán)譜處值與前面設(shè)定的門 限相比較，若大于門限，則認為該頻段被主用戶占用，否則認為該頻段沒有被主用戶占用， 次級用戶可以接入該頻段。上述方法通過利用特征循環(huán)譜的方法進行頻譜檢測，雖然可以 有效提高低信噪比條件下的檢測性能，但是其計算復(fù)雜度很高，無法使檢測性能和計算復(fù) 雜度達到較好的統(tǒng)一。在實際應(yīng)用中，特別是終端側(cè)很難實現(xiàn)。
[0005] 當(dāng)前的頻譜檢測算法主要是半雙工頻譜檢測，次級用戶在每個信號幀的開始部分 用較短的時間進行頻譜檢測以判斷頻譜是否被占用，如果沒被占用，則次級用戶在該信號 幀內(nèi)傳輸信息，否則不傳輸。然而，如果主用戶狀態(tài)（即信道占用狀態(tài)）在頻譜檢測時間段 之后發(fā)生了變化，就可能導(dǎo)致頻譜的擁塞或浪費。例如：如果檢測發(fā)現(xiàn)頻譜未被占用，則次 級用戶發(fā)送信號，此時主用戶狀態(tài)發(fā)生變化，開始發(fā)送信號，這將導(dǎo)致在這一頻段兩個用戶 同時進行信號傳輸，必然引起擁塞。反過來，如果檢測發(fā)現(xiàn)頻譜被占用，則次級用戶停止發(fā) 送信號，此時主用戶狀態(tài)在檢測時間段之后發(fā)生變化，也不再發(fā)送信號，這將使頻譜利用率 減小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種頻譜檢測方法及其裝置，使用雙全工的頻譜檢測方法可以實現(xiàn)檢 測和傳輸同時進行的目的，并且其檢測速度快，計算復(fù)雜度低，穩(wěn)定性好。
[0007] 根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供了一種頻譜檢測方法，所述方法包括：S1，對接收信號 進行自干擾抑制計算，得到采樣信號；S2,根據(jù)所述采樣信號的采樣碼片的相位鄰差的個數(shù) 和預(yù)設(shè)的虛警概率，計算判決門限；S3,計算所述采樣碼片的相位鄰差，并計算所述相位鄰 差的均值；S4,根據(jù)所述相位鄰差的均值計算相位鄰差累加量；S5,根據(jù)所述相位鄰差累加 量和所述判決門限判定主用戶是否存在。
[0008] 其中，所述步驟S1具體包括：S11，對接收信號進行建模；S12,計算所述接收信號 與自發(fā)射信號的相關(guān)度；S13,建立相關(guān)度矩陣；S14,根據(jù)所述相關(guān)度矩陣計算線性自干擾 的值；S15,根據(jù)所述線性自干擾的值，通過所述步驟S11建立的接收信號模型生成自干擾 抑制后的采樣信號。
[0009] 具體地，所述采樣信號的采樣碼片長度根據(jù)檢測時長要求和采樣速率確定。
[0010] 具體地，所述判決門限根據(jù)以下公式計算：
[0011]

【權(quán)利要求】
1. 一種頻譜檢測方法，其特征在于，所述方法包括： S1，對接收信號進行自干擾抑制計算，得到采樣信號； 52, 根據(jù)所述采樣信號的采樣碼片的相位鄰差的個數(shù)和預(yù)設(shè)的虛警概率，計算判決門 限； 53, 計算所述采樣碼片的相位鄰差，并計算所述采樣碼片的相位鄰差的均值； 54, 根據(jù)所述相位鄰差的均值計算相位鄰差累加量； 55, 根據(jù)所述相位鄰差累加量和所述判決門限判定主用戶是否存在。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻譜檢測方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括： S11，對接收信號進行建模； 512, 計算所述接收信號與自發(fā)射信號的相關(guān)度； 513, 建立相關(guān)度矩陣； 514, 根據(jù)所述相關(guān)度矩陣計算線性自干擾的值； 515, 根據(jù)所述線性自干擾的值，通過所述步驟S11建立的接收信號模型生成自干擾抑 制后的采樣信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻譜檢測方法，其特征在于，所述采樣信號的采樣碼片 長度根據(jù)檢測時長要求和采樣速率確定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻譜檢測方法，其特征在于，所述判決門限根據(jù)以下公 式計算：
其中，N為所述采樣信號的采樣碼片的相位鄰差的個數(shù)，Pf為所述虛警概率，erfV1為 余補誤差函數(shù)〃大(x) =
e 的反函數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻譜檢測方法，其特征在于，所述步驟S3包括： S31，計算所述采樣信號的每個采樣碼片的相位θη;
其中，Re (r (η))和Im(r (η))分別是所述采樣碼片的實部和虛部，（·）mod2 π是為了保 證計算的相位在[0, 2 π ]的區(qū)間內(nèi)。 S32:根據(jù)計算的所述采樣信號的每個采樣碼片的相位，計算所述采樣碼片的相位鄰 差，所述相位鄰差Ψη的計算公式為：Ψη = ( θ η+「Θ n)mod2 π ; S33 :計算所述相位鄰差的均值μ ψ : ~ =
。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種頻譜檢測方法，其特征在于，所述步驟S4包括： 所述相位鄰差累加量根據(jù)以下公式計算：？； ：
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種頻譜檢測方法，其特征在于，所述步驟S5具體包括： 551 :計算所述相位鄰差累加量與Νπ的差的絕對值，即I ψ_-Νπ I ; 552 :比較所述I I的值與所述判決門限的數(shù)值大??； 553 :若，判定主用戶信號存在；否則判定所述主用戶信號不存在。
8. -種頻譜檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括： 自干擾抑制單元，用于對接收信號進行自干擾抑制計算，得到采樣信號； 門限設(shè)定模塊，根據(jù)所述采樣信號的采樣碼片的相位鄰差的個數(shù)和預(yù)設(shè)的虛警概率， 計算判決門限； 相位鄰差均值計算模塊，用于計算所述采樣碼片的相位鄰差，并計算所述相位鄰差的 均值； 相位鄰差累加量計算模塊，用于根據(jù)所述相位鄰差的均值計算相位鄰差累加量； 判定模塊，用于根據(jù)所述相位鄰差累加量和所述判決門限判定主用戶是否存在。
【文檔編號】H04B17/00GK104253659SQ201410474596
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】張軼凡, 馮志勇, 楊建 , 田玉成, 付旋, 晏瀟, 黃賽 申請人:北京郵電大學(xué)