專利名稱：適用于馬爾可夫業(yè)務(wù)模型的頻譜感知方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于馬爾可夫業(yè)務(wù)模型的頻譜感知方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，需要越來越多的頻譜資源支持各種各樣內(nèi)容豐富的多媒體業(yè)務(wù)。然而在當(dāng)前頻譜資源規(guī)劃政策下，某一部分頻譜資源被獨(dú)有地分配給某一特定的業(yè)務(wù)或運(yùn)營者，不允許任何未授權(quán)用戶的使用。一項(xiàng)來自美國聯(lián)邦通信委員會(huì)的調(diào)查結(jié)果顯示，當(dāng)前無論是在時(shí)間上還是在空間上都存在有大量的頻譜資源空閑或是未能得到充分利用。在這種背景條件下，人們越來越關(guān)注如何充分利用這些未使用或是未能充分利用的頻譜資源，也就是通常所說的頻譜空洞。認(rèn)知無線電，作為一種非常有應(yīng)用前景的新技術(shù)，在最近幾年受到了廣泛關(guān)注。并被認(rèn)為是處理目前頻譜資源短缺與頻譜利用效率低下的重要解決手段之一。它通過允許動(dòng)態(tài)地頻譜分享實(shí)現(xiàn)高效靈活的頻譜資源利用。具有認(rèn)知功能的設(shè)備首先進(jìn)行頻譜感知，然后根據(jù)感知結(jié)果調(diào)整設(shè)備參數(shù)以適應(yīng)當(dāng)前頻譜環(huán)境，實(shí)現(xiàn)填補(bǔ)頻譜空洞，在不對主用戶造成有害干擾的情況下實(shí)現(xiàn)通信需求。作為認(rèn)知無線電中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，頻譜感知必須在認(rèn)知用戶接入到授權(quán)頻段前執(zhí)行，以避免對主用戶系統(tǒng)造成干擾。由于信道衰落和陰影效應(yīng)的影響，認(rèn)知用戶很難快速準(zhǔn)確地感知主用戶的存在狀態(tài)。因此，如何有效縮短感知時(shí)間，提高感知可靠度已經(jīng)成為認(rèn)知無線電研究中的一項(xiàng)熱點(diǎn)問題。目前，在頻譜感知方面的許多實(shí)現(xiàn)方法都沒有考慮到主用戶業(yè)務(wù)的相關(guān)性。而如何充分利用這種業(yè)務(wù)相關(guān)性提高感知可靠度，對于頻譜感知系統(tǒng)非常重要。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何降低網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行故障業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)所需的帶寬需求。( 二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種適用于馬爾可夫業(yè)務(wù)模型的頻譜感知方法，包括以下步驟Si、認(rèn)知設(shè)備利用一種頻譜感知技術(shù)對主用戶狀態(tài)進(jìn)行頻譜感知，得到當(dāng)前感知周期對主用戶狀態(tài)的初步感知結(jié)果；S2、所述認(rèn)知設(shè)備統(tǒng)計(jì)前N個(gè)感知周期的主用戶狀態(tài)，并對統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析得到統(tǒng)計(jì)概率值，N為正整數(shù)；S3、所述認(rèn)知設(shè)備根據(jù)步驟Sl得到的初步感知結(jié)果和步驟S2得到的統(tǒng)計(jì)概率值做出最終的感知結(jié)果判決。
優(yōu)選地，步驟Sl中所述頻譜感知技術(shù)為能量感知技術(shù)。優(yōu)選地，步驟Sl具體為S11、所述認(rèn)知設(shè)備接收所要進(jìn)行感知的感知信號，所述感知信號中包含主用戶信號，噪聲以及其它干擾信號；S12、所述認(rèn)知設(shè)備利用帶通濾波器對所述感知信號進(jìn)行處理，以濾除所述感知信號中的噪聲以及其它干擾信號；S13、將經(jīng)過所述帶通濾波器處理過的感知信號送入平方器和積分器，經(jīng)過平方和積分后得到主用戶所在頻帶內(nèi)信號的能量值；S14、所述認(rèn)知設(shè)備通過使用比較器將經(jīng)由平方器和積分器輸出的頻帶內(nèi)信號的能量值與預(yù)設(shè)的門限值進(jìn)行比較，獲得對主用戶狀態(tài)的初步感知結(jié)果。優(yōu)選地，步驟S14中，所述認(rèn)知設(shè)備根據(jù)如下規(guī)則得到初步感知結(jié)果(1)若經(jīng)由平方器和積分器輸出的能量值大于預(yù)設(shè)的門限值，則判斷主用戶在當(dāng)前周期內(nèi)存在，即主用戶狀態(tài)為繁忙；(2)若經(jīng)由平方器和積分器輸出的能量值小于預(yù)設(shè)的門限值，則判斷主用戶在當(dāng)前周期內(nèi)不存在，即主用戶狀態(tài)為空閑。優(yōu)選地，步驟S2具體為所述認(rèn)知設(shè)備使用滑窗存儲(chǔ)機(jī)制對前N個(gè)感知周期的主用戶狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果得到統(tǒng)計(jì)概率值，即主用戶狀態(tài)不發(fā)生改變的概率值。優(yōu)選地，所述步驟3中，所述認(rèn)知設(shè)備根據(jù)所述主用戶狀態(tài)不發(fā)生改變的概率值ρ 與探測概率平均值Pdtl和虛警概率平均值Pftl的關(guān)系確定是將當(dāng)前周期的初步感知結(jié)果作為最終的感知結(jié)果，還是根據(jù)上一周期的感知結(jié)果做出最終感知判決。優(yōu)選地，步驟3中認(rèn)知設(shè)備做最終判決時(shí)采用的規(guī)則為(1)當(dāng)滿足
權(quán)利要求
1.一種適用于馬爾可夫業(yè)務(wù)模型的頻譜感知方法，其特征在于，包括以下步驟S1、認(rèn)知設(shè)備利用一種頻譜感知技術(shù)對主用戶狀態(tài)進(jìn)行頻譜感知，得到當(dāng)前感知周期對主用戶狀態(tài)的初步感知結(jié)果；S2、所述認(rèn)知設(shè)備統(tǒng)計(jì)前N個(gè)感知周期的主用戶狀態(tài)，并對統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析得到統(tǒng)計(jì)概率值，N為正整數(shù)；S3、所述認(rèn)知設(shè)備根據(jù)步驟Sl得到的初步感知結(jié)果和步驟S2得到的統(tǒng)計(jì)概率值做出最終的感知結(jié)果判決。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟Sl中所述頻譜感知技術(shù)為能量感知技術(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟Sl具體為S11、所述認(rèn)知設(shè)備接收所要進(jìn)行感知的感知信號，所述感知信號中包含主用戶信號， 噪聲以及其它干擾信號；S12、所述認(rèn)知設(shè)備利用帶通濾波器對所述感知信號進(jìn)行處理，以濾除所述感知信號中的噪聲以及其它干擾信號；S13、將經(jīng)過所述帶通濾波器處理過的感知信號送入平方器和積分器，經(jīng)過平方和積分后得到主用戶所在頻帶內(nèi)信號的能量值；S14、所述認(rèn)知設(shè)備通過使用比較器將經(jīng)由平方器和積分器輸出的頻帶內(nèi)信號的能量值與預(yù)設(shè)的門限值進(jìn)行比較，獲得對主用戶狀態(tài)的初步感知結(jié)果。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟S14中，所述認(rèn)知設(shè)備根據(jù)如下規(guī)則得到初步感知結(jié)果(1)若經(jīng)由平方器和積分器輸出的能量值大于預(yù)設(shè)的門限值，則判斷主用戶在當(dāng)前周期內(nèi)存在，即主用戶狀態(tài)為繁忙；(2)若經(jīng)由平方器和積分器輸出的能量值小于預(yù)設(shè)的門限值，則判斷主用戶在當(dāng)前周期內(nèi)不存在，即主用戶狀態(tài)為空閑。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2具體為所述認(rèn)知設(shè)備使用滑窗存儲(chǔ)機(jī)制對前N個(gè)感知周期的主用戶狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果得到主用戶狀態(tài)不發(fā)生改變的概率值。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟3中，所述認(rèn)知設(shè)備根據(jù)所述主用戶狀態(tài)不發(fā)生改變的概率值P與探測概率平均值Pdtl和虛警概率平均值Pftl的關(guān)系確定是將當(dāng)前周期的初步感知結(jié)果作為最終的感知結(jié)果，還是根據(jù)上一周期的感知結(jié)果做出最終感知判決。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟3中認(rèn)知設(shè)備做最終判決時(shí)采用的規(guī)則為(1)當(dāng)滿足0<ρ<時(shí)，認(rèn)知設(shè)備取上一周期感知的相反結(jié)果作為最終判決結(jié)果；(2)當(dāng)滿足<尸<1+ &° 時(shí)，認(rèn)知設(shè)備取當(dāng)前周期的初步感知結(jié)果作為 2 2最終判決結(jié)果；
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，分別用式(1)和式( 計(jì)算所述探測概率平均值Pdtl和虛警概率平均值Pftl
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種適用于馬爾可夫業(yè)務(wù)模型的頻譜感知方法，包括以下步驟S1、認(rèn)知設(shè)備利用一種頻譜感知技術(shù)對主用戶狀態(tài)進(jìn)行頻譜感知，得到當(dāng)前感知周期對主用戶狀態(tài)的初步感知結(jié)果；S2、所述認(rèn)知設(shè)備統(tǒng)計(jì)前N個(gè)感知周期的主用戶狀態(tài)，N為正整數(shù)，并對統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析得到統(tǒng)計(jì)概率值；S3、所述認(rèn)知設(shè)備根據(jù)步驟S1得到的初步感知結(jié)果和步驟S2得到的統(tǒng)計(jì)概率值做出最終的感知結(jié)果判決。本發(fā)明增強(qiáng)了認(rèn)知設(shè)備頻譜感知的可靠性，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
文檔編號H04B17/00GK102386985SQ20111032174
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者張平, 徐明月, 李 根, 林文軒, 王瑩, 紀(jì)鵬, 聶高峰 申請人:北京郵電大學(xué)